DE69231803T2 - Method of manufacturing a semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing a semiconductor device

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung und insbesondere eine bevorzugte Herstellungsmethode zum Trennen von Elementen voneinander durch Ausformen eines tiefen Grabens auf einem Siliziumsubstrat.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device and, more particularly, to a preferred manufacturing method for separating elements from each other by forming a deep trench on a silicon substrate.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Bisher ist ein Verfahren zum Trennen einzelner Elemente voneinander mit Hilfe eines Isolators als Elemententrennverfahren bekannt, das in monolithischen integrierten Halbleiterschaltkreisen angewendet wird.So far, a method for separating individual elements from each other using an insulator is known as the element separation method, which is used in monolithic semiconductor integrated circuits.

In der Japanischen Patentanmeldung JP-A-61-059852 wird z. B. ein Halbleiteranordnungs-Herstellungsverfahren zum Trennen von Elementen voneinander durch Ausbilden eines Trenngrabens auf einem verbundenen SOI-(silicon on insulator)-Substrat offenbart. Dieses Verfahren erzeugt ein SOI-Substrat durch Verbinden eines Siliziumsubstrats 42 mit einem anderen Siliziumsubstrat 40, auf dessen Oberfläche ein isolierender Film 41 ausgebildet ist, wie in Fig. 36(A) gezeigt, durch einen isolierenden Film 41, wie in Fig. 36(B) gezeigt, bildet Trenngräben 43 aus, welche zu dem isolierenden Film 41 in dem SOI-Substrat von einer Hauptoberfläche dieses SOI-Substrats reichen, bildet dann einen isolierenden Film 44 auf der Oberfläche des SOI-Substrats einschließlich innerer Wände des Trenngrabens 43 durch thermische Oxidation oder dgl. aus, wie in Fig. 36(C) gezeigt, füllt die Trenngräben 43 mit polykristallinem Silizium 45 auf, wie in Fig. 36(D) gezeigt, entfernt überschüssige Teile des isolierenden Films 44 und des polykristallinen Siliziums 45, welches aus den Trenngräben 43 herausreicht, und trennt jeweilige Elementflächen 46 elektrisch vollständig von dem Substrat 40 oder voneinander mit Hilfe eines Isolators, wie in Fig. 36(E) gezeigt.For example, Japanese Patent Application JP-A-61-059852 discloses a semiconductor device manufacturing method for separating elements from each other by forming a separation trench on a bonded SOI (silicon on insulator) substrate. This method produces an SOI substrate by bonding a silicon substrate 42 to another silicon substrate 40 on the surface of which an insulating film 41 is formed as shown in Fig. 36(A) through an insulating film 41 as shown in Fig. 36(B), forms isolation trenches 43 reaching to the insulating film 41 in the SOI substrate from a main surface of this SOI substrate, then forms an insulating film 44 on the surface of the SOI substrate including inner walls of the isolation trench 43 by thermal oxidation or the like as shown in Fig. 36(C), fills the isolation trenches 43 with polycrystalline silicon 45 as shown in Fig. 36(D), removes excess parts of the insulating film 44 and the polycrystalline silicon 45 extending from the separation trenches 43, and electrically separates respective element surfaces 46 completely from the substrate 40 or from each other by means of an insulator, as shown in Fig. 36(E).

Wie z. B. auf Seite 66 der zitierten Druckschrift "Ultra-Fast Silizium Bipolar Technology" offenbart ist, ist ein Verfahren zum Ausbilden eines Trenngrabens zum Trennen von jeweiligen Elementen voneinander nach dem Ausbilden eines Feldoxidfilms, welcher teilweise bezüglich der Schichtdicke dick ist, auf der Hauptoberfläche eines Siliziumsubstrats, als Verfahren zum Ausbilden eines Trenngrabens bekannt. Das Verfahren wird im folgenden beschrieben.For example, as disclosed on page 66 of the cited publication "Ultra-Fast Silicon Bipolar Technology", a method of forming a separation trench for separating respective elements from each other after forming a field oxide film, which is partially thick in terms of film thickness, on the main surface of a silicon substrate is known as a method of forming a separation trench. The method is described below.

Wie in Fig. 37 gezeigt wird, bildet das Verfahren nacheinander in der Reihenfolge einen teilweise dicken Feldoxidfilm 32, einen Siliziumnitridfilm 33 und einen Siliziumoxidfilm zur Verwendung als Maske auf der Hauptoberfläche eines Siliziumsubstrats 31, bildet eine Öffnung durch selektives Ätzen des Feldoxidfilms 32, des Siliziumnitridfilms 33 und des Siliziumoxidfilms 34 in einem Gebiet, in dem der Feldoxidfilm bezüglich der Schichtdicke dünn ist, bildet dann einen Trenngraben 35 durch Ätzen des. Siliziumsubstrats 31 durch die Öffnung. Des weiteren ätzt es den Siliziumoxidfilm 34, welcher als Maske verwendet wird, weg, bildet einen isolierenden Film 36 auf einer inneren Wand des Trenngrabens 35, füllt dann polykristallines Silizium 37 in den Trenngraben 35. weiterhin führt es ein Rückätzen des polykristallinen Siliziums 37 aus, welches auf dem Siliziumnitridfilm 33 abgesetzt ist, wenn es den Trenngraben mit dem polykristallinen Silizium 37 füllt, ätzt den Siliziumnitridfilm 33 weg und bildet dann einen Siliziumoxidfilm 38 auf der Spitze des polykristallinen Siliziums 37 in dem Trenngraben (siehe Fig. 38). Und auf diese Weise trennt das Verfahren das Siliziumsubstrat 31 elektrisch komplett in jeweilige Elementflächen durch den Trenngraben 35 und den isolierenden Film 36.As shown in Fig. 37, the method sequentially forms in order a partially thick field oxide film 32, a silicon nitride film 33 and a silicon oxide film for use as a mask on the main surface of a silicon substrate 31, forms an opening by selectively etching the field oxide film 32, the silicon nitride film 33 and the silicon oxide film 34 in a region where the field oxide film is thin in film thickness, then forms a separation trench 35 by etching the silicon substrate 31 through the opening. Further, it etches away the silicon oxide film 34 used as a mask, forms an insulating film 36 on an inner wall of the isolation trench 35, then fills polycrystalline silicon 37 in the isolation trench 35. Further, it carries out etching back of the polycrystalline silicon 37 deposited on the silicon nitride film 33 when filling the isolation trench with the polycrystalline silicon 37, etches away the silicon nitride film 33, and then forms a silicon oxide film 38 on the top of the polycrystalline silicon 37 in the isolation trench. (See Fig. 38). And in this way, the process electrically completely separates the silicon substrate 31 into respective element areas through the separation trench 35 and the insulating film 36.

In einer Reihe von Verfahrensbehandlungen, welche in Fig. 36(A) bis 36(E) gezeigt werden, wird ein Oxidfilm, wie oben beschrieben, bisher allgemein auf der Oberfläche eines SOI-Substrats als Maske zum Bilden eines Trenngrabens auf dem SOI-Substrat gebildet. Des weiteren wurde der Oxidfilm, welcher als Maske zum Ausbilden eines Trenngrabens verwendet wird, nach dem Bilden des Trenngrabens sofort entfernt. Wie allerdings in Fig. 36(E) gezeigt wird, wird im Fall des Trennens einer Elementfläche 46 durch einen isolierenden Film 41 von einem Substrat 40 ein isolierender Film zum Trennen von dem Substrat innerhalb des Trenngrabens sofort nach dem Formen des Trenngrabens freigelegt. In diesem Fall wird, da der isolierende Film 41 innerhalb des SOI-Substrats zum Trennen von Substrat und der Oxidfilm für die Maske eine in etwa gleiche Ätzrate haben, so daß, wenn versucht wird, den Oxidfilm als die Maske sofort nach dem Ausbilden des Trenngrabens wegzuätzen, der isolierende Film innerhalb des Substrats ebenfalls zur selben Zeit weggeätzt.In a series of processings shown in Figs. 36(A) to 36(E), an oxide film as described above has been generally formed on the surface of an SOI substrate as a mask for forming a separation trench on the SOI substrate. Furthermore, the oxide film used as a mask for forming a separation trench was immediately removed after forming the separation trench. However, as shown in Fig. 36(E), in the case of separating an element surface 46 by an insulating film 41 from a substrate 40, an insulating film for separating the substrate is exposed within the separation trench immediately after forming the separation trench. In this case, since the insulating film 41 inside the SOI substrate for separating the substrate and the oxide film for the mask have an approximately equal etching rate, if it is attempted to etch away the oxide film as the mask immediately after forming the separation trench, the insulating film inside the substrate is also etched away at the same time.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der oben erwähnten Tatsachen gemacht. Das erste Ziel der Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung bereitzustellen, welche es möglich macht, eine lokale Verschlechterung der Durchschlagsfestigkeit in einem Trenngrabenbereich zu verhindern, indem der isolierende Film zur Trennung zwischen den Substraten, welcher innerhalb der Trenngräben freigelegt ist, davor geschützt wird, im Zuge der Behandlung geätzt zu werden.The present invention has been made in consideration of the above-mentioned facts. The first object of the invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which makes it possible to prevent local deterioration of the dielectric strength in a separation trench region by protecting the insulating film for separation between the substrates which is exposed inside the separation trenches from being etched during processing.

Der Grund, warum ein Trenngraben in einem Gebiet, in dem der Feldoxidfilm bezüglich der Schichtdicke dünn ist, wie in Fig. 37 gezeigt, ausgebildet wird, ist, daß eine Verschlechterung der Ebenheit · der Oberfläche eines Substrats verhindert wird, welche im Fall der Ausformung des Trenngrabens in einem Gebiet, in dem der Feldoxidfilm bezüglich der Schichtdicke dick ist, gefürchtet wird. Im Fall der Ausbildung eines Trenngrabens in einem Gebiet, in dem der Feldoxidfilm dick ist, wird eine Endfläche des Feldoxidfilms durch den Trenngraben weitgehend freigelegt, der Feldoxidfilm wird beim Wegätzen eines als Maske genutzten Siliziumoxidfilms gleichfalls geätzt, und eine tiefe Aushöhlung wird hervorgerufen, welche die Ebenheit des Substrats verschlechtert. Eine Verschlechterung der Ebenheit des Substrats verursacht solche Probleme wie Brechen und Kurzschließen einer polykristallinen Siliziumverdrahtung oder Aluminiumverdrahtung. Deshalb wird eine Verschlechterung der Ebenheit des Substrats, auch wenn der Feldoxidfilm geätzt wird, nicht so sehr zum Problem, wenn ein Trenngraben in einer Fläche ausgebildet wird, in der ein Feldoxidfilm bezüglich der Schichtdicke dünn ist.The reason why a separation trench is formed in a region where the field oxide film is thin in terms of film thickness as shown in Fig. 37 is to prevent deterioration of the flatness of the surface of a substrate which is feared in the case of forming the separation trench in a region where the field oxide film is thick in terms of film thickness. In the case of forming a separation trench in a region where the field oxide film is thick, an end face of the field oxide film is largely exposed by the separation trench, the field oxide film is also etched when a silicon oxide film used as a mask is etched away, and a deep cavity is caused which deteriorates the flatness of the substrate. Deterioration of the flatness of the substrate causes such problems as breakage and short-circuiting of a polycrystalline silicon wiring or aluminum wiring. Therefore, even if the field oxide film is etched, deterioration of the flatness of the substrate does not become so much of a problem when a separation trench is formed in an area where a field oxide film is thin in terms of film thickness.

Auf der anderen Seite ist es in einem Fall, in dem ein Trenngraben in einer Fläche, in der nach dem Bilden eines Oxidfilms, wie in einem vorherigen Verfahren in Fig. 37 und 38 gezeigt wurde, der Feldoxidfilm dünn ist, notwendig, eine Halbleiteranordnung z. B. für einen Transistor bezüglich ihrer Größe größer herzustellen, indem eine gewisse Abweichung in der Maskendeckung erlaubt wird, um ein Problem, welches dadurch hervorgerufen wird, daß die Endfläche eines dicken Teils des Feldoxidfilms durch einen Trenngraben freigelegt wird, sicher zu verhindern.On the other hand, in a case where a separation trench is formed in an area where the field oxide film is thin after forming an oxide film as shown in a previous process in Figs. 37 and 38, it is necessary to make a semiconductor device, for example, for a transistor larger in size by allowing a certain deviation in mask coverage in order to surely prevent a problem caused by the end face of a thick part of the field oxide film being exposed by a separation trench.

Das zweite Ziel der Erfindung ist es, zu vermeiden, daß eine Halbleiteranordnung unnötig groß bezüglich der Größe hergestellt wird, ohne die Flachheit der Oberfläche eines Substrats zu verschlechtern, auch wenn ein Trenngraben in einem Gebiet ausgeformt wird, in dem ein Feldoxidfilm dick ist, durch Anstellen von Überlegungen bezüglich des oben erwähnten Problems.The second object of the invention is to prevent a semiconductor device from being made unnecessarily large in size without deteriorating the flatness of the surface of a substrate even when a separation trench is formed in a region where a field oxide film is thick, by taking into consideration the above-mentioned problem.

Ein Trenngraben wie oben beschrieben wird allgemein ausgeformt durch Ätzen eines Siliziumsubstrats durch den R. I. E-(reactive ion etching)-Prozeß. Der R. I. E-Prozeß ist ein Prozeß, in dem eine Kathodenfallspannung (Vorspannung) durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung an eine Elektrode erzeugt wird, auf der ein Siliziumsubstrat befestigt ist, und das Siliziumsubstrat dadurch geätzt wird, daß Ionen oder Radikale als aktive Partikel, die dadurch erzeugt werden, daß sie ein Plasma sind, das aus einem Materialgas der Fluoridreihe entladen wird, mit dem Substrat kollidieren und reagieren. Nachdem der R. I. E- Prozeß, der von einem physikalischen Ätzvorgang begleitet wird, höchst aggressiv in Bezug auf das Siliziumsubstrat ist, verursacht er Kristallbaufehler auf der Oberfläche von inneren Wänden eines Trenngrabens und der Oberfläche des Siliziumsubstrats, welches die inneren Wände umgibt, aufgrund der Ätzschädigung, und verursacht so einen Ab-.- fluß von elektrischem Strom. Zum Zweck der Beseitigung solcher Kristallbaufehler wurde bisher eine innere Wand eines Trenngrabens mit Hilfe eines Opferoxidationsprozesses oder C. D. E-(chemical dry etching)-Prozesses, wie z. B. in den Japanischen Veröffentlichungen JP-A-3-127850 und JP-A-3-129854 offenbart ist, verarbeitet. Der Opferoxidationsprozeß ist ein Prozeß der Beseitigung von Kristallbaufehlern durch Wegätzen eines Oxidfilms nach dem Ausformen des Oxidfilms, welcher bis zu einer Tiefe reicht, in der Kristallbaufehler in inneren Wänden eines Trenngrabens existieren. Des weiteren ist der C. D. E-Prozeß ein Prozeß des Wegätzens eines Teils, welcher Kristallbaufehler hat, allein durch chemisches Ätzen von geringerer Aggressivität mit Hilfe von Radikalen eines Materialgases, welches durch Plasmaentladung aktiviert wurde.A separation trench as described above is generally formed by etching a silicon substrate by the RI E (reactive ion etching) process. The RI E process is a process in which a cathode drop voltage (bias voltage) is generated by applying a high frequency voltage to an electrode on which a silicon substrate is mounted, and the silicon substrate is etched by causing ions or radicals as active particles generated by being a plasma discharged from a fluoride series material gas to collide with the substrate and react. Since the RI E process accompanied by a physical etching process is highly aggressive to the silicon substrate, it causes crystal defects on the surface of inner walls of a separation trench and the surface of the silicon substrate surrounding the inner walls due to the etching damage, thus causing a leakage of electric current. For the purpose of removing such crystal defects, an inner wall of a separation trench has been processed by a sacrificial oxidation process or CD E (chemical dry etching) process, as disclosed in Japanese publications JP-A-3-127850 and JP-A-3-129854. The sacrificial oxidation process is a process of removing crystal defects by etching away an oxide film after forming the oxide film, which extends to a depth at which crystal defects exist in inner walls of a separation trench. Furthermore, the CD E-process a process of etching away a part which has crystal defects, solely by chemical etching of less aggressiveness with the help of radicals of a material gas which has been activated by plasma discharge.

Weitere vorveröffentlichte Prozesse können in den Druckschriften EP-A-0398468 und JP-A-58-190040 gefunden werden.Further previously published processes can be found in publications EP-A-0398468 and JP-A-58-190040.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

Die Erfindung ist definiert durch den Anspruch 1.The invention is defined by claim 1.

Zum Erreichen des Ziels der Erfindung füllt ein Verfahren der Erfindung einen Trenngraben mit polykristallinem Silizium auf, entfernt einen überschüssigen Teil des polykristallinen Siliziums, welcher über den Trenngraben auf dem Substrat herausragt, und ätzt dann einen Oxidfilm als Maske weg.To achieve the object of the invention, a method of the invention fills a separation trench with polycrystalline silicon, removes an excess portion of the polycrystalline silicon protruding from the separation trench on the substrate, and then etches away an oxide film as a mask.

Das heißt, das Verfahren der Erfindung weist auf:That is, the method of the invention comprises:

einen Schritt des Auftragens einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht auf der Hauptoberfläche einer SOI- Schicht, welche auf einem isolierenden Substrat abgelegt ist, nacheinander in der Reihenfolge,a step of depositing a first layer and a second layer on the main surface of an SOI layer deposited on an insulating substrate, sequentially in the order,

einen Schritt des Herstellens einer Öffnung in der ersten und zweiten Schicht, um einen spezifischen Teil der Hauptoberfläche auf der SOI-Schicht freizulegen,a step of forming an opening in the first and second layers to expose a specific part of the main surface on the SOI layer,

einen Schritt des Ausbildens eines Trenngrabens, welcher zum isolierenden Substrat reicht, durch Ätzen der SOI-Schicht durch die Öffnung durch Erzeugen der zweiten Schicht als Maske,a step of forming a separation trench reaching to the insulating substrate by etching the SOI layer through the opening by creating the second layer as a mask,

einen Schritt des Ausbildens eines isolierenden Films auf der Oberfläche von inneren Wänden des Trenngrabens,a step of forming an insulating film on the surface of inner walls of the separation trench,

einen Schritt des Auffüllens des Trenngrabens mit einem Füllstoff durch die Öffnung, bis die Spitze des Füllstoffs bezüglich der Höhe höher wird als die erste Schicht, unda step of filling the separation trench with a filler through the opening until the top of the filler becomes higher in height than the first layer, and

einen Schritt des Entfernens der zweiten Schicht dadurch, daß der Füllstoff und die erste Schicht als Ätzstopper vorgesehen werden, wie im Patentanspruch 1 genauer definiert wird.a step of removing the second layer by providing the filler and the first layer as etch stoppers, as more precisely defined in claim 1.

Dadurch verhindern beim Wegätzen der als Maske verwendeten zweiten Schicht beim Ausbilden der Vertiefung der Füllstoff und die erste Schicht ein Fortschreiten des Ätzens zu einer Schicht, die tiefer ist als sie selbst, so daß z. B. ein durch Wegätzen eines Feldoxidfilms und dgl. hervorgerufener Niveauunterschied in einem Grabenbereich, welcher auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrats und dgl. ausgeformt ist, nicht auftritt.As a result, when the second layer used as a mask is etched away when forming the recess, the filler and the first layer prevent the etching from progressing to a layer deeper than themselves, so that, for example, a level difference caused by etching away a field oxide film and the like does not occur in a trench region formed on the surface of a semiconductor substrate and the like.

Gemäß der Erfindung ist deshalb, selbst wenn ein Trenngraben in einem Bereich ausgeformt ist, in welchem ein Feldoxidfilm dick ist, die Flachheit der Oberfläche eines Substrats nicht verschlechtert, und eine unnötige Aufblähung der Größe einer Halbleiteranordnung, wie sie bisher dadurch hervorgerufen wurde, daß einige Abweichungen in der Maskendeckung erwartet wurden, kann ebenfalls verhindert werden.According to the invention, therefore, even if a separation trench is formed in a region where a field oxide film is thick, the flatness of the surface of a substrate is not deteriorated, and unnecessary bloating of the size of a semiconductor device, which has heretofore been caused by expecting some deviation in mask coverage, can also be prevented.

Wenn des weiteren die als Maske verwendete zweite Schicht entfernt wird, wird nicht nur ein Feldoxidfilm, sondern auch ein isolierender Film, welcher auf der Oberfläche von inneren Wänden der Vertiefung ausgebildet ist, in Richtung der Tiefe nicht geätzt. Wenn der isolierende Film auf der Oberfläche der inneren Wände der Vertiefung geätzt wird, bringt ein scharfer Niveauunterschied, welcher auf der Oberfläche des Substrats in einem Bereich des Grabens ausgeformt ist, ein Problem von Bruch oder Kurzschluß einer polykristallinen Siliziumverdrahtung oder Aluminiumverdrahtung auf der Oberfläche des Substrats, aber wenn die Erfindung angewendet wird, wird es möglich gemacht, eine Halbleiteranordnung herzustellen, welche kein Brechen oder Kurzschließen einer polykristallinen Siliziumverdrahtung oder Aluminiumverdrahtung aufweist, da Niveauunterschiede im Grabenbereich nicht auftreten und die Oberfläche des Substrats flach gemacht werden kann.Furthermore, when the second layer used as a mask is removed, not only a field oxide film, but also an insulating film formed on the surface of inner walls of the recess is not etched in the depth direction. When the insulating film on the surface of the inner walls of the recess is etched, a sharp level difference formed on the surface of the substrate in a region of the trench brings a problem of breakage or short-circuiting of a polycrystalline silicon wiring or aluminum wiring on the surface of the substrate, but when the invention is applied, it is made possible to manufacture a semiconductor device which does not have breakage or short-circuiting of a polycrystalline silicon wiring or aluminum wiring, since level differences do not occur in the trench region and the surface of the substrate can be made flat.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 bis 13 sind Querschnittsansichten eines 501- Substrats zur Erklärung des Herstellungsprozesses des SOI-Substrats in der Reihenfolge im Fall der Anwendung eines Herstellungsverfahrens einer ersten Ausführungsform der Erfindung.Figs. 1 to 13 are cross-sectional views of a 501 substrate for explaining the manufacturing process of the SOI substrate in order in the case of applying a manufacturing method of a first embodiment of the invention.

Fig. 14 bis 17 sind Querschnittsansichten eines SOI- Substrats zur Erklärung des Herstellungsprozesses des SOI-Substrats in der Reihenfolge im Fall der Anwendung eines Herstellungsverfahrens einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.Figs. 14 to 17 are cross-sectional views of an SOI substrate for explaining the manufacturing process of the SOI substrate in order in case of applying a manufacturing method of a second embodiment of the invention.

Fig. 18 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen des Ergebnisses einer Fehlerdichtemessung nach dem Ausbilden eines Trenngrabens.Fig. 18 is a diagram illustrating the result of a defect density measurement after forming a separation trench.

Fig. 19 bis 31 sind Querschnittsansichten eines SOI- Substrats zur Erklärung des Herstellungsprozesses des SOI-Substrats in der Reihenfolge im Fall der Anwendung eines Herstellungsverfahrens der dritten Ausführungsform der Erfindung.Figs. 19 to 31 are cross-sectional views of an SOI substrate for explaining the manufacturing process of the SOI substrate in order in the case of applying a manufacturing method of the third embodiment of the invention.

Fig. 32 bis 35 sind Querschnittsansichten eines SOI- Substrats zur Erklärung des Herstellungsprozesses des SOI-Substrats in der Reihenfolge im Fall der Anwendung eines Herstellungsverfahrens einer vierten Ausführungsform der Erfindung.Figs. 32 to 35 are cross-sectional views of an SOI substrate for explaining the manufacturing process of the SOI substrate in order in case of applying a manufacturing method of a fourth embodiment of the invention.

Fig. 36(A) bis 36(E) sind Querschnittsansichten eines SOI-Substrats zur Erklärung herkömmlicher Herstellungsprozesse des SOI-Substrats in der Reihenfolge.Fig. 36(A) to 36(E) are cross-sectional views of an SOI substrate for explaining conventional manufacturing processes of the SOI substrate in order.

Fig. 37 und 38 sind Querschnittsansichten eines Substrats zur Erklärung einer herkömmlichen Behandlung des Ausführens eines Grabens.Figs. 37 and 38 are cross-sectional views of a substrate for explaining a conventional treatment of forming a trench.

BESTE ART ZUM DURCHFÜHREN DER ERFINDUNGBEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.Embodiments of the invention are described below with reference to the drawings.

[ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM][FIRST EMBODIMENT]

Die erste Ausführungsform der Erfindung unterzieht eine Hauptoberfläche eines ersten Einkristall-Siliziumsubstrats 1 vom P--Typ einer Endpolitur und formt dann darauf einen isolierenden Film 2 von spezifischer Schichtdicke durch thermische Oxidation. Des weiteren verbindet die erste Ausführungsform ein zweites Einkristall-Siliziumsubstrat 3, welches die endpolierte Hauptoberfläche mit spiegelähnlicher Polierung ausgeführt aufweist, mit der Seite des isolierenden Films 2 der Oberfläche des ersten Siliziumsubstrats 1 unter einer ausreichend reinen Atmosphäre, und erhitzt sie, um sie so zusammen zu verbinden, daß sie den isolierenden Film zwischen den jeweiligen Siliziumsubstraten 1 und 3 halten. In dieser Form wird ein SOI-Substrat erzeugt, welches durch Verbinden des zweiten Substrats 3 auf dem ersten Siliziumsubstrat 1 durch den isolierenden Film 2 zusammengesetzt ist (siehe Fig. 1). In Fig. 1 bezeichnet eine Bezugsziffer 4 eine hochdichte Störstellen-(Sb)-Schicht vom N-Typ, welche durch Dotieren von der Oberfläche des zweiten Siliziumsubstrats 3 vom N--Typ erzeugt wird, bevor die Verbindung durchgeführt wird.The first embodiment of the invention subjects a main surface of a first P--type single crystal silicon substrate 1 to final polishing and then forms thereon an insulating film 2 of a specific thickness by thermal oxidation. Furthermore, the first embodiment connects a second single crystal silicon substrate 3 having the final polished main surface performed with mirror-like polishing, with the insulating film 2 side of the surface of the first silicon substrate 1 under a sufficiently pure atmosphere, and heats them to bond them together so as to hold the insulating film between the respective silicon substrates 1 and 3. In this form, an SOI substrate is produced which is composed by bonding the second substrate 3 on the first silicon substrate 1 through the insulating film 2 (see Fig. 1). In Fig. 1, a reference numeral 4 denotes an N-type high-density impurity (Sb) layer which is formed by doping from the surface of the N-type second silicon substrate 3 before the bonding is performed.

Des weiteren formt die Ausführungsform einen Polsteroxidfilm 8a auf der Oberfläche der Seite des zweiten Siliziumsubstrats 3 durch thermische Oxidation, setzt auf dieser Oberfläche nacheinander in der Reihenfolge einen Si&sub3;N&sub4;-Film 9 als eine erste isolierende Schicht und einen SiO&sub2;-Film 10 als eine zweite isolierende Schicht durch ein CVD-Verfahren und glüht das Substrat bei 1000ºC, um den SiO&sub2;-Film 10 dicht zu machen, und legt dann einen nicht gezeigten Photoresist auf ihm ab, verarbeitet ihn mit Hilfe eines bekannten Photolithographie-Prozesses und R. I. E-Prozesses unter Verwendung eines Gases der CF&sub4;- oder CHF3-Reihe. als ein Ätzgas und erzeugt eine Öffnung 11 durch selektives Ätzen des SiO&sub2;-Films 10, des Si&sub3;N&sub4;- Films 9 und des Polsteroxidfilms 8a, bis die Oberfläche des Siliziumsubstrats 3 erreicht ist, unter Verwendung des Photoresists, welcher auf der Oberfläche des SiO&sub2;- Films 10 als Maske abgelegt ist (siehe Fig. 2). Fig. 2 zeigt einen Zustand nach Abziehen des Photoresists.Furthermore, the embodiment forms a cushion oxide film 8a on the surface of the second silicon substrate 3 side by thermal oxidation, sequentially deposits on this surface in order a Si3N4 film 9 as a first insulating layer and a SiO2 film 10 as a second insulating layer by a CVD method, and anneals the substrate at 1000°C to make the SiO2 film 10 dense, and then deposits a photoresist (not shown) thereon, processes it by a known photolithography process and R.I.E process using a CF4 or CHF3 series gas. as an etching gas and creates an opening 11 by selectively etching the SiO₂ film 10, the Si₃N₄ film 9 and the cushion oxide film 8a until the surface of the silicon substrate 3 is reached, using the photoresist deposited on the surface of the SiO₂ film 10 as a mask (see Fig. 2). Fig. 2 shows a state after stripping the photoresist.

Als nächstes erzeugt die Ausführungsform einen Trenngraben 12, welcher bis zu dem isolierenden Film 2 reicht, durch selektives Ätzen des zweiten Siliziumsubstrats 3 unter Verwendung des SiO&sub2;-Films als Maske mit Hilfe eines R. I. E-Prozesses unter Verwendung eines Gases der HBr- Reihe als ein Ätzgas (siehe Fig. 3). In diesem Fall muß die Dicke des SiO&sub2;-Films 10, welcher abgelegt werden soll, in dem vorherigen Schritt bestimmt werden, so daß der Trenngraben 12 den isolierenden Film 2 erfolgreich erreicht, gemäß der Ätzraten des SiO&sub2;-Films und des Siliziumsubstrats 3.Next, the embodiment creates a separation trench 12 reaching to the insulating film 2 by selectively etching the second silicon substrate 3 using the SiO₂ film as a mask by means of an RI E process using an HBr series gas as an etching gas (see Fig. 3). In this case, the thickness of the SiO₂ film 10 to be deposited must be determined in the previous step so that the isolation trench 12 successfully reaches the insulating film 2 according to the etching rates of the SiO₂ film and the silicon substrate 3.

Als nächstes wird eine C. D. E-Behandlung auf die Oberfläche der inneren Wände des Trenngrabens 12 angewendet. Die C. D. E-Behandlung wird unter Verwendung eines Plasmaätzsystems vom RF-Entladungs-Typ ausgeführt unter der Bedingung von z. B. Materialgasen aus CF4, O&sub2; und N&sub2;, einer Entladungsfrequenz von 13,56 MHz, einer Ätzrate von 150 nm/min (1500 kImin) und einem Abstand vom Plasma zum Wafer von 100 cm. Auf diese Weise wird die innere Wand des Trenngrabens 12 um etwa 150 nm (1500 Å) geätzt.Next, C.D.E treatment is applied to the surface of the inner walls of the separation trench 12. The C.D.E treatment is carried out using an RF discharge type plasma etching system under the condition of, for example, material gases of CF4, O2 and N2, a discharge frequency of 13.56 MHz, an etching rate of 150 nm/min (1500 kImin) and a distance from the plasma to the wafer of 100 cm. In this way, the inner wall of the separation trench 12 is etched by about 150 nm (1500 Å).

Als nächstes werden die inneren Wände des Trenngrabens 12, welcher mit der C. D. E-Behandlung verarbeitet wurde, geglüht. Der Glühprozeß wird z. B. durch Erhitzen über 30 Minuten bei 1000ºC in einer N2-Atmosphäre durchgeführt.Next, the inner walls of the separation trench 12 processed with the C.D.E treatment are annealed. The annealing process is carried out, for example, by heating at 1000ºC for 30 minutes in a N2 atmosphere.

Als nächstes kann ein Opferoxidationsprozeß auf die geglühten inneren Wände des Trenngrabens 12 angewendet werden. Der Opferoxidationsprozeß wird z. B. durch Formen eines Opferoxidfilms von 50 nm (500 k) mit Hilfe eines Trockenoxidationsprozesses bei 1000ºC und anschließendem Entfernen dieses Opferoxidfilms durch Fluorsäure durchgeführt.Next, a sacrificial oxidation process may be applied to the annealed inner walls of the separation trench 12. The sacrificial oxidation process is carried out, for example, by forming a 50 nm (500 k) sacrificial oxide film by means of a dry oxidation process at 1000°C and then removing this sacrificial oxide film by fluoric acid.

Des weiteren wird ein isolierender Film 13 auf den inneren Wänden des Trenngrabens 12 mit Hilfe einer nassen thermischen Oxidation bei z. B. 1050ºC geformt und dann polykristallines Silizium 14 mit Hilfe eines LP-CVD-Verfahrens darauf abgelegt. Zu dieser Zeit füllt das polykristalline Silizium nicht nur den Trenngraben 12, sondern liegt auch auf dem SiO&sub2;-Film 10 auf (siehe Fig. 4). Als nächstes wird ein überschüssiger Teil des polykristallinen Siliziums 14, welcher auf dem SiO&sub2;-Film 10 abgelegt ist, Gegenstand einer Rückätzung (zum ersten Mal) mit Hilfe eines Trockenätzverfahrens (siehe Fig. 5). Zu dieser Zeit wird der Ätzprozeß angehalten, so daß die Spitze des polykristallinen Siliziums 14, welches in dem Trenngraben 12 verbleibt, höher bleibt als der Si&sub3;N&sub4;-Film 9.Furthermore, an insulating film 13 is formed on the inner walls of the separation trench 12 by means of a wet thermal oxidation at, for example, 1050ºC and then polycrystalline silicon 14 is deposited thereon by means of an LP-CVD method. At this time, the polycrystalline silicon not only fills the separation trench 12 but also overlies the SiO₂ film 10 (see Fig. 4). Next, an excess part of the polycrystalline silicon 14 deposited on the SiO₂ film 10 is subjected to etching back (for the first time) by means of a dry etching method (see Fig. 5). At this time, the etching process is stopped so that the tip of the polycrystalline silicon 14 remaining in the separation trench 12 remains higher than the Si₃N₄ film 9.

Als nächstes wird der SiO&sub2;-Film 10 mit Hilfe eines Naßätzverfahrens unter Verwendung einer Fluorlösung weggeätzt (siehe Fig. 6). In diesem Fall werden der Polsteroxidfilm 8a und der isolierende Film 13, welcher auf der inneren Wand des Trenngrabens 12 geformt ist, nicht geätzt, da der Si&sub3;N&sub4;-Film 9 und das polykristalline Silizium 14, welches so belassen wird, daß seine Spitze höher ist als der Si&sub3;N&sub4;-Film 9, als Ätzstopper wirken.Next, the SiO2 film 10 is etched away by a wet etching process using a fluorine solution (see Fig. 6). In this case, the pad oxide film 8a and the insulating film 13 formed on the inner wall of the separation trench 12 are not etched because the Si3N4 film 9 and the polycrystalline silicon 14, which is left so that its tip is higher than the Si3N4 film 9, act as an etching stopper.

Als nächstes wird der Teil des in den Trenngraben 12 gefüllten polykristallinen Siliziums 14, welcher über den Si&sub3;N&sub4;-Film 9 herausragt, durch Trockenätzung zurückgeätzt (zum zweiten Mal) (siehe Fig. 7). In diesem Fall ist es wünschenswert, die Spitze des polykristallinen Siliziums 14 so zu steuern, daß sie etwa 0,3 um tiefer liegt als die Spitze des Polsteroxidfilms 8a, so daß ein thermischer Oxidfilm 15 auf ein gleiches Niveau mit dem umgebenden Polsteroxidfilm 8a kommen kann, nachdem im nächsten Schritt, welcher später beschrieben werden wird, der thermische Oxidfilm 15 dazu veranlaßt worden ist, auf dem polykristallinen Silizium 14 zu wachsen.Next, the part of the polycrystalline silicon 14 filled in the separation trench 12 which protrudes from the Si3N4 film 9 is etched back by dry etching (for the second time) (see Fig. 7). In this case, it is desirable to control the tip of the polycrystalline silicon 14 to be about 0.3 µm lower than the tip of the pad oxide film 8a so that a thermal oxide film 15 can come to a level with the surrounding pad oxide film 8a after the thermal oxide film 15 is caused to grow on the polycrystalline silicon 14 in the next step which will be described later.

Als nächstes wird, nachdem der Oxidfilm 15 durch selektives thermisches Oxidieren der Spitze des polykristallinen Siliziums 14, welches durch eine Öffnung des Si&sub3;N&sub4;-Films 9 in den Trenngraben 12 eingefüllt ist, gewachsen ist (siehe Fig. 8), der Si&sub3;N&sub4;-Film 9 weggeätzt (siehe Fig. 9). Wie aus Fig. 9 klar ersichtlich, wird ein Bereich des Trenngrabens 12 ohne Bilden eines Niveauunterschieds flach gehalten.Next, after the oxide film 15 is grown by selectively thermally oxidizing the tip of the polycrystalline silicon 14 filled into the isolation trench 12 through an opening of the Si3N4 film 9 (see Fig. 8), the Si3N4 film 9 is etched away (see Fig. 9). As is clear from Fig. 9, a portion of the isolation trench 12 is kept flat without forming a level difference.

Des weiteren werden eine P-Wannenregion 5, eine N-Wannenregion 6 und eine tiefe N+-Region 7 in der Seite des zweiten Siliziumsubstrats 3 geformt, welche in eine SOI-Schicht mit Hilfe eines bekannten Photolithographie- Prozesses und eines Störstellendiffusionsprozesses erzeugt werden (siehe Fig. 10).Furthermore, a P-well region 5, an N-well region 6 and a deep N+ region 7 are formed in the side of the second silicon substrate 3, which are formed into an SOI layer by means of a known photolithography process and an impurity diffusion process (see Fig. 10).

Danach wird mit Hilfe des LOCOS-(local oxidation of silicon)-Verfahrens ein Feldoxidfilm 8 auf der Oberfläche der Seite des zweiten Siliziumsubstrats 3 geformt (siehe Fig. 11). Das LOCOS-Verfahren ist ein Prozeß, welcher wiederum einen Si&sub3;N&sub4;-Film als oxidationsverhindernden Film auf einem spezifizierten Teil eines Substrats formt und dann mit Hilfe der thermischen Oxidation oder dgl. einen dicken Feldoxidfilm 8 durch Oxidieren eines Teils, in dem der Si&sub3;N&sub4;-Film nicht geformt ist, formt. Fig. 11 zeigt einen Zustand nach dem Entfernen des Si&sub3;N&sub4;-Films durch H&sub3;PO&sub4; nach dem Durchführen der Oxidation mit Hilfe des LOCOS-Verfahrens.Thereafter, a field oxide film 8 is formed on the surface of the second silicon substrate 3 side by means of the LOCOS (local oxidation of silicon) method (see Fig. 11). The LOCOS method is a process which again forms a Si3N4 film as an oxidation-preventing film on a specified part of a substrate and then forms a thick field oxide film 8 by oxidizing a part where the Si3N4 film is not formed by means of thermal oxidation or the like. Fig. 11 shows a state after removing the Si3N4 film by H3PO4 after performing oxidation by means of the LOCOS method.

Als nächstes formt das Verfahren der Ausführungsform nach dem Entfernen eines Polsteroxidfilms 8a einen dünnen Gatterfilm, formt eine polykristalline Siliziumverdrahtung (Gatterelektrode) 16 durch Anwenden eines LP-CVD- Verfahrens, eines Photolithographie-Prozesses und eins Ätzverfahrens, und bildet eine P+-Diffusionsschicht 17 und N+-Diffusionsschicht 18 mit Hilfe selektiver Dotierung (siehe Fig. 12). Während eine Ätztiefe des Feldoxidfilms 8 ungefähr 0,2 um beträgt, wird während dieser Zeit die Flachheit des Bereichs des Trenngrabens 12 nicht verschlechtert.Next, the method of the embodiment forms a thin gate film after removing a pad oxide film 8a, forms a polycrystalline silicon wiring (gate electrode) 16 by applying an LP-CVD process, a photolithography process and an etching process, and forms a P+ diffusion layer 17 and N+ diffusion layer 18 by means of selective doping. (See Fig. 12). During this time, while an etching depth of the field oxide film 8 is about 0.2 µm, the flatness of the portion of the separation trench 12 is not deteriorated.

Danach legt das Verfahren einen Zwischenschicht-Isolierfilm 19 aus PSG, BPSG oder dgl. ab, erzeugt ein Kontaktloch in einem notwendigen Teil und bildet eine Aluminiumverdrahtung 20 und einen Passivierfilm 21, welcher aus einem Nitridfilm oder dgl. mit Hilfe eines Plasma- CVD-Verfahrens hergestellt wird, und stellt damit eine Bi-CMOS-Halbleiteranordnung her, in welcher ein CMOS- Transistor und ein Bipolartransistor zusammengesetzt werden (siehe Fig. 13).Thereafter, the process deposits an interlayer insulating film 19 made of PSG, BPSG or the like, forms a contact hole in a necessary part, and forms an aluminum wiring 20 and a passivation film 21 made of a nitride film or the like by means of a plasma CVD method, thereby producing a Bi-CMOS semiconductor device in which a CMOS transistor and a bipolar transistor are assembled (see Fig. 13).

Auf diese Weise verhindert das Herstellungsverfahren der Erfindung ein Fortschreiten des Ätzens zu dem Polsteroxidfilm 8a oder einem isolierenden Film 13 und dgl., welche unter dem Si&sub3;N&sub4;-Film 9 und dem polykristallinen Silizium 14 bestehen, wenn der SiO&sub2;-Film 10 in den Teilen des Trenngrabens 12 weggeätzt wird. Demgemäß wird ein Problem von Bruch oder Kurzschließen einer polykristallinen Siliziumverdrahtung 16 oder Aluminiumverdrahtung 20 nicht hervorgerufen, da die Flachheit eines Gebiets des Trenngrabens 12 erreicht werden kann, ohne Niveauunterschiede zu erzeugen.In this way, the manufacturing method of the invention prevents etching from progressing to the pad oxide film 8a or an insulating film 13 and the like existing under the Si3N4 film 9 and the polycrystalline silicon 14 when the SiO2 film 10 is etched away in the parts of the separation trench 12. Accordingly, a problem of breakage or short-circuiting of a polycrystalline silicon wiring 16 or aluminum wiring 20 is not caused because the flatness of a region of the separation trench 12 can be achieved without generating level differences.

Da die Ausführungsform des weiteren nach dem Ausbilden eines Trenngrabens eine C. D. E-Behandlung und einen Glühprozeß durchführt, kann es Kristalldefekte verhindern, welche unvermeidlich auf den inneren Wänden des Trenngrabens und dessen umgebender Oberfläche des Siliziumsubstrats erzeugt worden sind, wenn der Trenngraben ausgeformt wurde. Dies werden detail im folgenden beschrieben werden.Furthermore, since the embodiment performs a C.D.E treatment and an annealing process after forming a separation trench, it can prevent crystal defects which are inevitably generated on the inner walls of the separation trench and its surrounding surface of the silicon substrate when the separation trench is formed. This will be described in detail below.

In der oben erwähnten Ausführungsform wurden, nachdem ein isolierender Film 13 auf den inneren Wänden des Trenngrabens 12 gebildet worden ist, der isolierende Film 13, SiO&sub2;-Film 8a und Si&sub3;N&sub4;-Film 9 weggeätzt, Kristalldefekte mit Hilfe eines Secco-Ätzverfahrens enthüllt, und die Oberfläche des zweiten Siliziumsubstrats 3 wurde mit Hilfe eines optischen Mikroskops untersucht. Des weiteren wurde die Dichte der Defekte durch Zählen der Defekte, welche innerhalb eines Quadrats mit einer Seitenlänge von jeweils 200 um untersucht wurden, berechnet. Das Ergebnis ist in Fig. 18 dargestellt.In the above-mentioned embodiment, after an insulating film 13 was formed on the inner walls of the separation trench 12, the insulating film 13, SiO2 film 8a and Si3N4 film 9 were etched away, crystal defects were revealed by a secco etching method, and the surface of the second silicon substrate 3 was observed by an optical microscope. Furthermore, the density of defects was calculated by counting the defects observed within a square each having a side length of 200 µm. The result is shown in Fig. 18.

Zum Vergleich wurde die Dichte der Defekte auf die gleiche Weise auch für Exemplare untersucht, die weder mit einer C. D. E-Behandlung noch mit einem Glühprozeß bearbeitet wurden, nur mit einem Glühprozeß, einem Glühprozeß und einem Opferoxidationsprozeß, nur einer C. D. E-Behandlung, einer C. D. E-Behandlung und einem Opferoxidationsprozeß, sowie einer C. D. E-Behandlung und einem Glühprozeß. Das Ergebnis ist ebenfalls in Fig. 18 dargestellt. In Fig. 18 zeigt eine durch +-Punkte ausgezeichnete Kurve das Ergebnis der Untersuchung des mittleren Teils der Oberfläche auf dem zweiten Siliziumsubstrat 3, eine durch Ei ausgezeichnete Kurve zeigt das Ergebnis der Untersuchung des oberen Teils der Oberfläche des zweiten Siliziumsubstrats 3, und eine Kurve, die durch A ausgezeichnet ist, zeigt das Ergebnis der Untersuchung des unteren Teils der Oberfläche des zweiten Siliziumsubstrats 3.For comparison, the density of defects was also examined in the same way for specimens that were processed with neither C.D.E treatment nor annealing process, with only annealing process, with annealing process and sacrificial oxidation process, with only C.D.E treatment, with C.D.E treatment and sacrificial oxidation process, and with C.D.E treatment and annealing process. The result is also shown in Fig. 18. In Fig. 18, a curve marked by + points shows the result of examining the middle part of the surface on the second silicon substrate 3, a curve marked by Ei shows the result of examining the upper part of the surface of the second silicon substrate 3, and a curve marked by A shows the result of examining the lower part of the surface of the second silicon substrate 3.

Als Ergebnis wurde in Substraten, die mit Hilfe weder einer C. D. E-Behandlung noch eines Glühprozesses als auch mit Hilfe nur eines der genannten verarbeitet wurden, keine Verringerung in der Dichte der Defekte gesehen, während Kristalldefekte in der Umgebung des Trenngrabens 12 auf der Oberfläche des zweiten Siliziumsubstrats 3 beobachtet wurden. Das heißt, es wurde bestätigt, daß eine herkömmliche Methode, welche nur einen Opferoxidationsprozeß und eine C. D. E-Behandlung durchführt, Kristalldefekte nicht vollständig verhindern und durch Kristalldefekte hervorgerufene Probleme nicht vollständig lösen kann. Auf der anderen Seite konnten Kristalldefekte in beiden Substraten, welche mit Hilfe einer C. D. E-Behandlung und eines Glühprozesses bzw. mit Hilfe einer C. D. E- Behandlung, eines Glühprozesses und eines Opferoxidationsprozesses verarbeitet wurden, verhindert werden. Als Ergebnis kann bestätigt werden, daß es möglich ist, Kristalldefekte durch Anwenden mindestens einer C. D. E-Behandlung und eines Glühprozesses zu verhindern. Fig. 18 zeigt, daß deren Dichte der Defekte 104 Defekte/cm² beträgt, aber dieser Wert kommt von der Meßgrenze, und nicht jeder Kristalldefekt wurde wirklich beobachtet. Die oben erwähnte Messung der Dichte der Defekte wurde nur durch Beobachtung der Oberfläche des zweiten Siliziumsubstrats 3 vorgenommen, aber als Ergebnis der Untersuchung eines Querschnitts des zweiten Siliziumsubstrats 3 konnte das Verfahren der Ausführungsform Kristalldefekte ebenso in den inneren Wänden des Trenngrabens verhindern.As a result, in substrates processed by neither a CD E treatment nor an annealing process, as well as by only one of the above, no reduction in the density of defects was seen, while crystal defects in the vicinity of the separation trench 12 on the surface of the second silicon substrate 3 were observed. That is, it was confirmed that a conventional method which only performs a sacrificial oxidation process and a CD E treatment cannot completely prevent crystal defects and completely solve problems caused by crystal defects. On the other hand, crystal defects could be prevented in both substrates processed by a CD E treatment and an annealing process and by a CD E treatment, an annealing process and a sacrificial oxidation process. As a result, it can be confirmed that it is possible to prevent crystal defects by applying at least a CD E treatment and an annealing process. Fig. 18 shows that its density of defects is 104 defects/cm², but this value comes from the measurement limit, and not every crystal defect was actually observed. The above-mentioned measurement of the density of defects was made only by observing the surface of the second silicon substrate 3, but as a result of examining a cross section of the second silicon substrate 3, the method of the embodiment could prevent crystal defects in the inner walls of the separation trench as well.

Auf diesem Weg können beschädigte Schichten, welche auf der inneren Wand einer Vertiefung und auf der Oberfläche eines Siliziumsubstrats in der Umgebung der Vertiefung bei der Ausformung der Vertiefung erzeugt wurden, durch die Durchführung einer C. D. E-Behandlung der inneren Wand der Vertiefung in dem Siliziumsubstrat vollständig beseitigt werden. Des weiteren werden eine beschädigte Schicht, welche nicht vollständig durch den C. D. E-Prozeß beseitigt wurde, und eine andere beschädigte Schicht, welche durch die C. D. E-Behandlung neuerlich erzeugt wurde, durch Glühen der inneren Wand der Vertiefung wiederhergestellt. Auf diese Weise ist es möglich, Kristalldefekte zu beseitigen, welche auf einer inneren Wand einer Vertiefung und auf der Oberfläche eines Siliziumsubstrats in der Umgebung der Vertiefung bei der Ausformung des Grabens unvermeidlich erzeugt werden, und durch Kristalldefekte hervorgerufene Probleme einer Stromleckage zu verhüten.In this way, damaged layers which were generated on the inner wall of a recess and on the surface of a silicon substrate in the vicinity of the recess when the recess was formed can be completely removed by performing a CD E treatment on the inner wall of the recess in the silicon substrate. Furthermore, a damaged layer which was not completely removed by the CD E process and another damaged layer which was newly generated by the CD E treatment are restored by annealing the inner wall of the recess. In this way, it is possible to remove crystal defects which were generated on an inner wall of a recess and on the surface of a silicon substrate in the vicinity of the recess when the trench is formed, and to prevent current leakage problems caused by crystal defects.

Die Umstände der C. D. E-Behandlung sind nicht besonders eingeschränkt, aber es ist wünschenswert, daß es Umstände sind, die es ermöglichen, eine bei der Ausformung einer Vertiefung erzeugte beschädigte Schicht vollständig wegzuätzen, und durch die weiterhin die Erzeugung einer neuen beschädigten Schicht durch den C. D. E-Prozeß bis zum Äußersten unterdrückt werden kann. Diese C. D. E-Behandlung ätzt das Substrat bis zu einer Tiefe des Doppelten bis Fünffachen der bei der Ausbildung der Vertiefung erzeugten beschädigten Schicht weg.The circumstances of the C.D.E treatment are not particularly limited, but it is desirable that they be circumstances that enable a damaged layer generated when a recess is formed to be completely etched away and further that the generation of a new damaged layer by the C.D.E process can be suppressed to the utmost. This C.D.E treatment etches the substrate to a depth of two to five times the damaged layer generated when the recess was formed.

Des weiteren sind die Umstände für das Glühen nicht besonderes eingeschränkt, solange es eine beschädigte Schicht wiederherstellen kann, welche durch die C. D. E-Behandlung nicht vollständig beseitigt wurde, und eine andere beschädigte Schicht, welche neuerlich durch den C. D. E-Prozeß erzeugt wurde, aber es kann z. B. unter den Bedingungen eines Heizens für 10 bis 30 Minuten bei 1000 bis 1100ºC in einer inaktiven N&sub2;-Atmosphäre durchgeführt werden.Furthermore, the circumstances for the annealing are not particularly limited as long as it can restore a damaged layer which has not been completely removed by the C.D.E treatment and another damaged layer which has been newly generated by the C.D.E process, but it can be carried out under the conditions of heating for 10 to 30 minutes at 1000 to 1100°C in an inactive N₂ atmosphere, for example.

In der oben erwähnten ersten Ausführungsform wird eine erste Rückätzbehandlung des polykristallinen Siliziums 14 durch einen Trockenätzprozeß durchgeführt, aber es kann auch durch Polieren durchgeführt werden.In the above-mentioned first embodiment, a first etch-back treatment of the polycrystalline silicon 14 is performed by a dry etching process, but it may also be performed by polishing.

[ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM][SECOND EMBODIMENT]

Eine zweite Ausführungsform, welche einen polykristallinen Siliziumfilm 9' anstelle des Si&sub3;N&sub4;-Films 9 in der oben erwähnten ersten Ausführungsform verwendet, wird im weiteren Verlauf beschrieben.A second embodiment using a polycrystalline silicon film 9' instead of the Si₃N₄ film 9 in the above-mentioned first embodiment will be described below.

Die vorliegende Ausführungsform erhält ein SOI- Substrat, das in Fig. 1 wie oben erwähnt gezeigt wird, formt einen Polsteroxidfilm 8a auf dem Substrat, wie oben beschrieben, legt in der Reihenfolge einen polykristallinen Siliziumfilm 9' mit Hilfe des LP-CVD-Verfahrens und einen SiO&sub2;-Film 10 mit Hilfe eines CVD-Verfahrens ab und glüht das Substrat bei 1000ºC, um den SiO&sub2;-Film 10 dicht zu machen, in der gleichen Weise, wie in Fig. 2 gezeigt. Danach legt die Ausführungsform einen Photoresist auf dem Substrat ab, erstellt ein Photoresistmuster mit Hilfe einer Photolithographie-Behandlung, erstellt eine Öffnung 11 in dem SiO&sub2;-Film 10, dem polykristallinen Siliziumfilm 9' und dem Polsteroxidfilm 8a mit Hilfe einer R. I. E-Behandlung unter Verwendung eines Gases der CF4- oder CHF3- Reihe als ein Ätzgas und legt einen Si&sub3;N&sub4;-Film 22 auf der Oberfläche des Substrats ab (siehe Fig. 14). Des weiteren verarbeitet die Ausführungsform das Substrat mit Hilfe einer anisotropen R. I. E-Behandlung und beläßt den Si&sub3;N&sub4;- Film 22 nur auf den seitlichen Wänden der Öffnung 11 (siehe Fig. 15). Der Si&sub3;N&sub4;-Film 22 verhindert, daß der polykristalline Siliziumfilm 9', welcher innerhalb der Öffnung 11 freigelegt ist, zur selben Zeit oxidiert wird, zu der ein isolierender Film 13 auf einer inneren Wand des Trenngrabens 12 mit Hilfe thermischer Oxidation im nachfolgenden Schritt geformt wird.The present embodiment obtains an SOI substrate shown in Fig. 1 as mentioned above, forms a cushion oxide film 8a on the substrate as described above, deposits a polycrystalline silicon film 9' by the LP-CVD method and a SiO2 film 10 by a CVD method in order, and anneals the substrate at 1000°C to make the SiO2 film 10 dense in the same manner as shown in Fig. 2. Thereafter, the embodiment deposits a photoresist on the substrate, forms a photoresist pattern by means of a photolithography treatment, forms an opening 11 in the SiO2 film 10, the polycrystalline silicon film 9' and the cushion oxide film 8a by means of an R.I.E treatment using a CF4 or CHF3 series gas as an etching gas, and deposits a Si3N4 film 22 on the surface of the substrate (see Fig. 14). Further, the embodiment processes the substrate by means of anisotropic R.I.E treatment and leaves the Si3N4 film 22 only on the side walls of the opening 11 (see Fig. 15). The Si3N4 film 22 prevents the polycrystalline silicon film 9' exposed within the opening 11 from being oxidized at the same time that an insulating film 13 is formed on an inner wall of the separation trench 12 by means of thermal oxidation in the subsequent step.

Als nächstes ätzt die Ausführungsform das zweite Siliziumsubstrat 3 unter Verwendung des SiO&sub2;-Films als Maske mit Hilfe eines R. I. E-Prozesses unter Verwendung eines Gases der HBr-Reihe als Ätzgas selektiv, um einen Trenngraben 12 zu erzeugen, welcher bis zu dem isolierenden Film 2 reicht, und verarbeitet die inneren Wände des Trenngrabens 12 mit Hilfe einer C. D. E-Behandlung und eines Glühprozesses in der Reihenfolge, wie oben beschrieben. Des weiteren wird ein isolierender Film 13 durch thermisches Oxidieren der inneren Wände des Trenngrabens 12 geformt und der Si&sub3;N&sub4;-Film 22, welcher die Wand der Öffnung 11 bedeckt, durch eine H&sub3;PO&sub4;-Lösung entfernt (siehe Fig. 16). Wie oben beschrieben, wird im Fall des Ausbildens des isolierenden Films 13 der polykristalline Siliziumfilm 9' nicht oxidiert, nachdem er durch den Si&sub3;N&sub4;-Film 22 in der Öffnung 11 bedeckt ist. Wenn der polykristalline Siliziumfilm 9' zu dieser Zeit oxidiert ist, wird der oxidierte Teil des polykristallinen Siliziumfilms 9' zu derselben Zeit, wenn der SiO&sub2;-Film 10 im nachfolgenden Schritt weggeätzt wird, ebenfalls durch die Ätzflüssigkeit geätzt, und dies verursacht einen Niveauunterschied in dem Gebiet des Trenngrabens 12.Next, the embodiment selectively etches the second silicon substrate 3 using the SiO₂ film as a mask by an RI E process using an HBr series gas as an etching gas to form a separation trench 12 reaching to the insulating film 2, and processes the inner walls of the separation trench 12 by a CD E treatment and a annealing process in the order as described above. Further, an insulating film 13 is formed by thermally oxidizing the inner walls of the separation trench 12, and the Si₃N₄ film 22 covering the wall of the opening 11 is removed by an H₃PO₄ solution (see Fig. 16). As described above, in the case of forming the insulating film 13, the polycrystalline silicon film 9' is not oxidized after being covered by the Si₃N₄ film 22 in the opening 11. If the polycrystalline silicon film 9' is oxidized at this time, the oxidized part of the polycrystalline silicon film 9' is also etched by the etching liquid at the same time when the SiO₂ film 10 is etched away in the subsequent step, and this causes a level difference in the area of the separation trench 12.

Als nächstes wird auf dieselbe Weise wie in dem in Fig. 4 gezeigten Schritt nach dem Ablegen des polykristallinen Siliziums 14 (siehe Fig. 17) durch Durchlaufen derselben Schritte, wie in Fig. 5 bis 13 gezeigt, eine Bi-CMOS-Halbleiteranordnung hergestellt.Next, in the same manner as the step shown in Fig. 4, after depositing the polycrystalline silicon 14 (see Fig. 17), a Bi-CMOS semiconductor device is manufactured by going through the same steps as shown in Figs. 5 to 13.

In der vorliegenden Ausführungsform wird, da der polykristalline Siliziumfilm 9' und das polykristalline Silizium 14, welches in den Trenngraben 12 eingefüllt ist, als Ätzstopper wirken, wenn der SiO&sub2;-Film 10 entfernt wird, verhindert, daß der Polsteroxidfilm 8a unter dem polykristallinen Siliziumfilm 9' und der isolierende Film 13 zur selben Zeit geätzt werden. Nachdem auch in dem polykristallinen Siliziumfilm 9' kein oxidierter Teil besteht, setzt sich, wie oben beschrieben, das Ätzen nicht zu tieferen Schichten darunter fort.In the present embodiment, since the polycrystalline silicon film 9' and the polycrystalline silicon 14 filled in the separation trench 12 act as an etching stopper when the SiO2 film 10 is removed, the cushion oxide film 8a under the polycrystalline silicon film 9' and the insulating film 13 are prevented from being etched at the same time. Since no oxidized part exists in the polycrystalline silicon film 9' as well, the etching does not proceed to deeper layers thereunder as described above.

Darüber hinaus kann die vorliegende zweite Ausführungsform den polykristallinen Siliziumfilm 9' zur selben Zeit entfernen, zu der der zweite Rückätzprozeß auf den polykristallinen Siliziumfilm 14 angewendet wird.Moreover, the present second embodiment can use the polycrystalline silicon film 9' at the same time at which the second etch-back process is applied to the polycrystalline silicon film 14.

[DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM][THIRD EMBODIMENT]

Die oben erwähnte erste Ausführungsform formt einen Polster-Siliziumoxidfilm von gleichförmiger Schichtdicke, formt einen Trenngraben nach Ablegen eines Si&sub3;N&sub4;-Films und eines SiO&sub2;-Films mit Hilfe eines CVD-Verfahrens, führt in der Reihenfolge das Formen eines isolierenden Films auf der inneren Wand des Trenngrabens, Auffüllen des Trenngrabens mit polykristallinem Silizium, Rückätzen eines überstehenden Teils des polykristallinen Siliziums und Wegätzen des SiO&sub2;-Films unter Verwendung des Si&sub3;N&sub4;- Films und des polykristallinen Siliziums als Ätzstopper durch, führt eine Bemusterung des Si&sub3;N&sub4;-Films oder Wiederablage des Si&sub3;N&sub4;-Film durch und bildet dann einen Feldoxidfilm durch Verarbeiten des Polster-Siliziumoxidfilms mit Hilfe eines LOCOS-Prozesses, aber der Feldoxidfilm 8 kann mit Hilfe eines LOCQS-Prozesses im voraus geformt werden. Ein Beispiel dafür ist in der dritten Ausführungsform dargestellt.The above-mentioned first embodiment forms a pad silicon oxide film of uniform film thickness, forms a separation trench after depositing a Si3N4 film and a SiO2 film by means of a CVD method, performs in order the formation of an insulating film on the inner wall of the separation trench, filling the separation trench with polycrystalline silicon, etching back a protruding part of the polycrystalline silicon, and etching away the SiO2 film using the Si3N4 film and the polycrystalline silicon as an etching stopper, patterns the Si3N4 film or redeposits the Si3N4 film, and then forms a field oxide film by processing the pad silicon oxide film by means of a LOCOS process, but the Field oxide film 8 can be preformed using a LOCQS process. An example of this is shown in the third embodiment.

Die dritte Ausführungsform der Erfindung unterzieht eine Hauptoberfläche eines ersten Einkristall-Siliziumsubstrats 1 vom P-Typ einer spiegelartigen Polierung und formt dann mit Hilfe einer thermischen Oxidation darauf einen isolierenden Film 2 von spezifizierter Schichtdicke. Des weiteren verbindet die dritte Ausführungsform ein zweites Einkristall-Siliziumsubstrat 3, welches eine spiegelartig polierte Hauptoberfläche aufweist, mit der Seite des isolierenden Films 2 der Oberfläche des ersten Siliziumsubstrats 1 und erhitzt diese in einer ausreichend reinen Atmosphäre, um sie zusammen zu verbinden, so daß der isolierende Film 2 zwischen den jeweiligen Siliziumsubstraten 1 und 3 gehalten wird. Auf diese Weise wird ein SOI-Substrat erzeugt, welches durch Verbinden des zweiten Siliziumsubstrats 3 mit dem ersten Siliziumsubstrat 1 durch den isolierenden Film 2 zusammengefügt ist (siehe Fig. 19). In Fig. 19 zeigt Bezugsziffer 4 eine hochdichte Störstellen-(Sb)-Schicht vom N-Typ, welche durch Dotieren von der Oberfläche des zweiten N--Typ Siliziumsubstrats 3 vor dem Verbinden der zwei Substrate hergestellt wird.The third embodiment of the invention subjects a main surface of a first P-type single crystal silicon substrate 1 to mirror-like polishing and then forms an insulating film 2 of a specified thickness thereon by means of thermal oxidation. Furthermore, the third embodiment bonds a second single crystal silicon substrate 3 having a mirror-like polished main surface to the insulating film 2 side of the surface of the first silicon substrate 1 and heats them in a sufficiently pure atmosphere to bond them together so that the insulating film 2 is held between the respective silicon substrates 1 and 3. In this way, an SOI substrate is produced which is assembled by bonding the second silicon substrate 3 to the first silicon substrate 1 through the insulating film 2 (see Fig. 19). In Fig. 19, reference numeral 4 shows an N-type high-density impurity (Sb) layer which is formed by doping the surface of the second N-type silicon substrate 3 before bonding the two substrates.

Des weiteren formt die Ausführungsform eine P-Wannenregion 5, eine N-Wannenregion 6 und eine tiefe N+-Region 7 auf der Seite des zweiten Siliziumsubstrats 3, welche in eine SOI-Schicht mit Hilfe einer Abfolge von Oxidation, Photolithographie und Störstellendiffusionsprozeß erzeugt werden (siehe Fig. 20). Während dieser Periode kann ein Oxidfilm auf der Oberfläche des zweiten Siliziumsubstrats 3 frei aufgebaut und entfernt werden. Danach wird ein Feldoxidfilm 8 auf der Oberfläche der Seite des zweiten Siliziumsubstrats 3 mit Hilfe eines LOCOS-Verfahrens geformt (siehe Fig. 21). Fig. 21 zeigt einen Zustand nach dem Entfernen eines Si&sub3;N&sub4;-Films mit H&sub3;PO&sub4;, nach dem Durchführen der Oxidation mit Hilfe eines LOCOS-Prozesses.Furthermore, the embodiment forms a P-well region 5, an N-well region 6 and a deep N+ region 7 on the second silicon substrate 3 side, which are formed into an SOI layer by means of a sequence of oxidation, photolithography and impurity diffusion process (see Fig. 20). During this period, an oxide film can be freely built up and removed on the surface of the second silicon substrate 3. Thereafter, a field oxide film 8 is formed on the surface of the second silicon substrate 3 side by means of a LOCOS process (see Fig. 21). Fig. 21 shows a state after removing a Si3N4 film with H3PO4 after performing oxidation by means of a LOCOS process.

Des weiteren legt die dritte Ausführungsform in der Reihenfolge einen Si&sub3;N&sub4;-Film 9 als erste isolierende Schicht und einen SiO&sub2;-Film 10 als eine zweite isolierende Schicht auf der Oberfläche des Substrats mit Hilfe eines CVD-Prozesses ab und glüht diese bei 1000ºC, um den SiO&sub2;-Film 10 dicht zu machen. Als nächstes legt die Ausführungsform einen nicht dargestellten Photoresist ab, und in einem Bereich, in dem der Feldoxidfilm 8 bezüglich der Schichtdicke dick ist, erzeugt die Ausführungsform eine Öffnung 11, welche zur Oberfläche des Siliziumsubstrats 3 reicht, durch selektives Ätzen des SiO&sub2;-Films 10, des Si&sub3;N&sub4;-Films 9 und des Feldoxidfilms 8 unter Verwendung des Photoresists als Maske mit Hilfe bekannter Photolithographie- und R. I. E-Prozesse unter Verwendung eines Gases der CF&sub4;- oder CHF&sub3;-Reihe als Ätzgas (siehe Fig. 22). Fig. 22 zeigt einen Zustand nach dem Abziehen des Photoresists.Furthermore, the third embodiment deposits in order a Si₃N₄ film 9 as a first insulating layer and a SiO₂ film 10 as a second insulating layer on the surface of the substrate by means of a CVD process and anneals them at 1000°C to make the SiO₂ film 10 dense. Next, the embodiment deposits a photoresist not shown, and in a region where the field oxide film 8 is thick in film thickness, the embodiment forms an opening 11 reaching the surface of the silicon substrate 3 by selectively etching the SiO₂ film. 10, the Si₃N₄ film 9 and the field oxide film 8 using the photoresist as a mask by known photolithography and RI E processes using a CF₄ or CHF₃ series gas as an etching gas (see Fig. 22). Fig. 22 shows a state after stripping the photoresist.

Als nächstes erzeugt die Ausführungsform einen Trenngraben 12, welcher zu dem isolierenden Film 2 reicht, durch selektives Ätzen des zweiten Siliziumsubstrats 3 unter Verwendung des SiO&sub2;-Films 10 als Maske mit Hilfe eines R. I. E-Prozesses unter Verwendung eines Gases der HBr-Reihe als ein Ätzgas (siehe Fig. 23). In diesem Fall muß die Dicke des SiO&sub2;-Films 10, welcher in dem vorherigen Schritt abzulegen ist, durch die Ätzraten des SiO&sub2;- Films 10 und des Siliziumsubstrats 3 so bestimmt werden, daß der Trenngraben 12 erfolgreich zu dem isolierenden Film 2 reichen kann.Next, the embodiment forms a separation trench 12 reaching the insulating film 2 by selectively etching the second silicon substrate 3 using the SiO2 film 10 as a mask by means of an R.I.E process using an HBr series gas as an etching gas (see Fig. 23). In this case, the thickness of the SiO2 film 10 to be deposited in the previous step must be determined by the etching rates of the SiO2 film 10 and the silicon substrate 3 so that the separation trench 12 can successfully reach the insulating film 2.

Als nächstes wird die Oberfläche der inneren Wände des Trenngrabens 12 einer C. D. E-Behandlung unterworfen. Diese C. D. E-Behandlung wird mit Hilfe einer Plasmaätzvorrichtung des RF-Entladungstyps unter beispielsweise den Bedingungen von Materialgasen aus CF4, O&sub2; und N&sub2;, einer Entladungsfrequenz von 13,56 MHz, einer Ätzrate von 50 nm/min (1500K/min) und einer Entfernung des Plasmas von dem Wafer von 100 cm ausgeführt. Auf diese Weise werden die inneren Wände des Trenngrabens 12 um etwa 150 nm (1500 Å) geätzt.Next, the surface of the inner walls of the separation trench 12 is subjected to C.D.E treatment. This C.D.E treatment is carried out by means of an RF discharge type plasma etching apparatus under, for example, the conditions of material gases of CF4, O₂ and N₂, a discharge frequency of 13.56 MHz, an etching rate of 50 nm/min (1500K/min) and a distance of the plasma from the wafer of 100 cm. In this way, the inner walls of the separation trench 12 are etched by about 150 nm (1500 Å).

Als nächstes werden die inneren Wände des Trenngrabens 12 in der C. D. E-Behandlung geglüht. Dieser Glühprozeß wird z. B. durch Erhitzen für 30 Minuten bei 1000ºC in einer N&sub2;-Atmosphäre durchgeführt.Next, the inner walls of the separation trench 12 are annealed in the C.D.E treatment. This annealing process is carried out, for example, by heating for 30 minutes at 1000°C in a N₂ atmosphere.

Als nächstes kann ein Opferoxidationsprozeß auf die geglühten inneren Wände des Trenngrabens 12 angewendet werden. In diesem Opferoxidationsprozeß wird beispielsweise nach dem Formen eines Opferoxidfilms von 50 nm (500 Å) mit Hilfe eines Trockenoxidationsprozesses bei 1000ºC dieser Opferoxidationsfilm dann mit Fluorsäure entfernt.Next, a sacrificial oxidation process may be applied to the annealed inner walls of the isolation trench 12. In this sacrificial oxidation process, for example, after forming a 50 nm (500 Å) sacrificial oxide film using a dry oxidation process at 1000°C, this sacrificial oxidation film is then removed with fluoric acid.

Des weiteren wird ein isolierender Film 13 auf den inneren Wänden des Trenngrabens 12 mit Hilfe einer nassen thermischen Oxidation bei z. B. 1050ºC geformt und dann polykristallines Silizium 14 darauf mit Hilfe eines LP-CVD-Verfahrens abgelegt. Zu dieser Zeit füllt das polykristalline Silizium nicht nur den Trenngraben 12, sondern liegt auch auf dem SiO&sub2;-Film 10 auf (siehe Fig. 24).Further, an insulating film 13 is formed on the inner walls of the separation trench 12 by wet thermal oxidation at, for example, 1050°C, and then polycrystalline silicon 14 is deposited thereon by LP-CVD. At this time, the polycrystalline silicon not only fills the separation trench 12, but also overlies the SiO2 film 10 (see Fig. 24).

Danach wird das polykristalline Silizium 14, welches auf dem SiO&sub2;-Film 10 aufliegt, durch einen Trockenätzprozeß zurückgeätzt (zum ersten Mal) (siehe Fig. 25). Zu dieser Zeit wird der Ätzprozeß angehalten, so daß die Spitze des polykristallinen Siliziums 14, welches in dem Trenngraben 12 verbleibt, höher sein kann als der Si&sub3;N&sub4;- Film 9.Thereafter, the polycrystalline silicon 14 overlying the SiO2 film 10 is etched back (for the first time) by a dry etching process (see Fig. 25). At this time, the etching process is stopped so that the tip of the polycrystalline silicon 14 remaining in the separation trench 12 can be higher than the Si3N4 film 9.

Als nächstes wird der SiO&sub2;-Film 10 mit Hilfe eines Naßätzprozesses unter Verwendung einer Fluorlösung weggeätzt (siehe Fig. 26). In diesem Fall werden, da der Si&sub3;N&sub4;-Film 9 und das polykristalline Silizium 14, das so belassen wird, daß seine Spitze zu dem Teil höher sein kann als der Si&sub3;N&sub4;-Film 9, als Ätzstopper auftreten, der Feldoxidfilm 8 unter dem Si&sub3;N&sub4;-Film 9 und der isolierende Film 13, welcher auf den inneren Wänden des Trenngrabens 12 geformt ist, nicht geätzt.Next, the SiO2 film 10 is etched away by a wet etching process using a fluorine solution (see Fig. 26). In this case, since the Si3N4 film 9 and the polycrystalline silicon 14, which is left so that its tip may be higher to the part than the Si3N4 film 9, act as etching stoppers, the field oxide film 8 under the Si3N4 film 9 and the insulating film 13 formed on the inner walls of the separation trench 12 are not etched.

Als nächstes wird der Teil des in den Trenngraben 12 gefüllten polykristallinen Siliziums 14, welcher über den Si&sub3;N&sub4;-Film 9 herausragt, weggeätzt (zum zweiten Mal) (siehe Fig. 27). In diesem Fall ist es wünschenswert, die Spitze des polykristallinen Siliziums 14 so einzustellen, daß sie um 0,3 um tiefer liegt als die Spitze des Feldoxidfilms 8, so daß beim Aufbauen eines thermischen Oxidfilms 15, welcher später beschrieben werden wird, auf dem polykristallinen Silizium 14 im nachfolgenden Schritt der thermische Oxidfilm 15 auf dasselbe Niveau kommt wie der umgebende Feldoxidfilm 8.Next, the part of the polycrystalline silicon 14 filled in the separation trench 12 which is above the Si₃N₄ film 9 is etched away (for the second time) (see Fig. 27). In this case, it is desirable to set the tip of the polycrystalline silicon 14 to be 0.3 µm lower than the tip of the field oxide film 8 so that when a thermal oxide film 15, which will be described later, is formed on the polycrystalline silicon 14 in the subsequent step, the thermal oxide film 15 comes to the same level as the surrounding field oxide film 8.

Als nächstes wird, nachdem der Oxidfilm 15 durch thermisches Oxidieren der Spitze des in den Trenngraben 12 gefüllten polykristallinen Siliziums 14 durch den Si&sub3;N&sub4;-Film 9 aufgebaut wurde (siehe Fig. 28), der Si&sub3;N&sub4;- Film 9 weggeätzt (siehe Fig. 29). Wie der Fig. 29 deutlich entnommen werden kann, wird ein Bereich des Trenngrabens 12 flach gehalten, ohne einen Niveauunterschied zu erzeugen.Next, after the oxide film 15 is built up by thermally oxidizing the tip of the polycrystalline silicon 14 filled in the separation trench 12 through the Si3N4 film 9 (see Fig. 28), the Si3N4 film 9 is etched away (see Fig. 29). As can be clearly seen from Fig. 29, a portion of the separation trench 12 is kept flat without generating a level difference.

Des weiteren formt die dritte Ausführungsform einen dünnen Gatteroxidfilm nach dem Entfernen eines Polsteroxidfilms 8a, formt dann eine polykristalline Siliziumverdrahtung (Gatterelektrode) 16 mit Hilfe eines LP-CVD-Verfahrens, eines Photolithographie-Prozesses und eines Ätzprozesses und formt eine P+-Diffusionsschicht 17 und eine N+-Diffusionsschicht 18 mit Hilfe selektiven Dotierens (siehe Fig. 30). Während dieser Zeit wird, nachdem eine Ätztiefe des Feldoxidfilms 8 etwa 0,2 um beträgt, die Flachheit des Gebiets des Trenngrabens 12 nicht verschlechtert.Furthermore, the third embodiment forms a thin gate oxide film after removing a pad oxide film 8a, then forms a polycrystalline silicon wiring (gate electrode) 16 by means of an LP-CVD method, a photolithography process and an etching process, and forms a P+ diffusion layer 17 and an N+ diffusion layer 18 by means of selective doping (see Fig. 30). During this time, since an etching depth of the field oxide film 8 is about 0.2 µm, the flatness of the region of the isolation trench 12 is not deteriorated.

Nach all dem legt die vorliegende Ausführungsform einen Zwischenschicht-Isolierfilm 19 aus PSG, BPSG oder dgl. ab, erzeugt ein Kontaktloch in einem notwendigen Teil und formt eine Aluminiumverdrahtung 20 und einen Passivierungsfilm 21, welcher aus einem Nitridfilm oder dgl. mit Hilfe eines Plasma-CVD-Verfahrens erzeugt wird, und stellt somit eine Bi-CMOS-Halbleiteranordnung her, in welcher ein CMOS-Transistor und ein Bipolartransistor zusammengefaßt sind (siehe Fig. 31).After all this, the present embodiment deposits an interlayer insulating film 19 made of PSG, BPSG or the like, creates a contact hole in a necessary part and forms an aluminum wiring 20 and a passivation film 21 made of a nitride film or the like is produced by means of a plasma CVD process, and thus produces a Bi-CMOS semiconductor device in which a CMOS transistor and a bipolar transistor are combined (see Fig. 31).

Auf diese Weise verhindert ein Herstellungsverfahren der Erfindung das Fortschreiten des Ätzvorgangs in einem Oxidfilm wie etwa einem Feldoxidfilm 8 oder einem isolierenden Film 13 und dgl., welche unter dem Si&sub3;N&sub4;-Film 9 existieren, und dem polykristallinen Silizium 14, wenn der SiO&sub2;-Film 10 in dem Gebiet des Trenngrabens 12 weggeätzt wird. Daher werden, nachdem die Flachheit des Gebiets des Trenngrabens 12 ohne Hervorrufen eines Niveauunterschieds erreicht werden kann, solche Probleme wie Bruch oder Kurzschluß einer polykristallinen Siliziumverdrahtung 16 oder Aluminiumverdrahtung 20 nicht hervorgerufen.In this way, a manufacturing method of the invention prevents the progress of etching in an oxide film such as a field oxide film 8 or an insulating film 13 and the like existing under the Si3N4 film 9 and the polycrystalline silicon 14 when the SiO2 film 10 is etched away in the region of the separation trench 12. Therefore, since the flatness of the region of the separation trench 12 can be achieved without causing a level difference, such problems as breakage or short-circuiting of a polycrystalline silicon wiring 16 or aluminum wiring 20 are not caused.

Des weiteren befindet sich in dem oben erwähnten herkömmlichen Verfahren, welches in Fig. 37 und 38 gezeigt wird, nachdem ein Trenngraben 35 in einem Gebiet ausgeformt wird, in dem der Feldoxidfilm 32 bezüglich der Schichtdicke dünn ist, ein gratiger Bereich B des Siliziumsubstrats 31 um die Oberkante des Trenngrabens 35 herum, so daß die zurückgeätzte Spitze des polykristallinen Siliziums 37 tiefer liegt als der gratige Bereich B. Daher wird eine vertikale Aufschnabelung A in einer Ecke ausgeformt, wenn ein Oxidfilm 38 auf der Spitze des polykristallinen Siliziums 37 geformt wird, und als Ergebnis wurde ein Problem hervorgerufen, daß durch Spannungskonzentration am gratigen Bereich B des Siliziumsubstrats 31 leicht Kristalldefekte erzeugt werden können.Furthermore, in the above-mentioned conventional method shown in Figs. 37 and 38, after a separation trench 35 is formed in a region where the field oxide film 32 is thin in film thickness, a burred portion B of the silicon substrate 31 is located around the upper edge of the separation trench 35 so that the etched-back tip of the polycrystalline silicon 37 is lower than the burred portion B. Therefore, a vertical beak A is formed in a corner when an oxide film 38 is formed on the tip of the polycrystalline silicon 37, and as a result, a problem has been caused that crystal defects are easily generated by stress concentration at the burred portion B of the silicon substrate 31.

Nachdem in der vorliegenden Ausführungsform ein Trenngraben in einem Gebiet, in dem ein Feldoxidfilm 8 bezüglich der Schichtdicke dick ist, geformt wird und die Spitze des polykristallinen Siliziums 14, welches den zweiten Rückätzprozeß durchlaufen hat, höher steht als die Spitze des zweiten Siliziumsubstrats 3 (siehe Fig. 27), werden Kristalldefekte nicht erzeugt, wenn das polykristalline Silizium 14 ohne die Spannungskonzentration im zweiten Siliziumsubstrat 3 oxidiert wird, die durch eine vertikale Aufschnabelung hervorgerufen wird, wie sie in einer herkömmlichen Methode, welche einen Trenngraben in einem Gebiet formt, in dem ein Feldoxidfilm bezüglich der Schichtdicke dünn ist, auftritt (siehe Fig. 37 und 38). Also kann eine Stromleckage, welche durch Kristalldefekte hervorgerufen wird, verhindert werden. Des weiteren muß, im Gegensatz zu der herkömmlichen Methode, welche einen Trenngraben in einem Gebiet formt, in dem der Feldoxidfilm 8 bezüglich der Schichtdicke dünn ist, die vorliegende Ausführungsform nicht einen Halbleiter herstellen, welcher größer bezüglich der Ausdehnung ist, um gewisse Abweichungen in der Maskendeckung zu erlauben, so daß sie die Halbleiteranordnung kleiner bezüglich der Ausdehnung machen kann.In the present embodiment, after a separation trench is formed in a region where a field oxide film 8 is thick in terms of film thickness and the Since the tip of the polycrystalline silicon 14 which has undergone the second etch-back process is higher than the tip of the second silicon substrate 3 (see Fig. 27), crystal defects are not generated when the polycrystalline silicon 14 is oxidized without the stress concentration in the second silicon substrate 3 caused by vertical beak-up as occurs in a conventional method which forms a separation trench in a region where a field oxide film 8 is thin in film thickness (see Figs. 37 and 38). Thus, current leakage caused by crystal defects can be prevented. Furthermore, unlike the conventional method which forms a separation trench in a region where the field oxide film 8 is thin in film thickness, the present embodiment does not need to manufacture a semiconductor which is larger in dimension to allow for some deviation in mask coverage, so that it can make the semiconductor device smaller in dimension.

Auf diese Weise ermöglicht es die Ausführungsform, einen Trenngraben in einem Gebiet zu formen, in dem ein Feldoxidfilm bezüglich der Schichtdicke dick ist, ohne die Flachheit eines Siliziumsubstrats zu verschlechtern. Deshalb kann, da es nicht notwendig ist, gewisse Abweichungen in der Maskendeckung zu erlauben, und das Auftreten von Kristalldefekten eines Siliziumsubstrats ebenfalls abgehalten wird, eine Halbleiteranordnung hergestellt werden, welche kein Brechen oder Kurzschließen einer polykristallinen Siliziumverdrahtung und Aluminiumverdrahtung aufweist und welche nicht unnötig groß bezüglich der Ausdehnung gemacht werden muß.In this way, the embodiment makes it possible to form a separation trench in a region where a field oxide film is thick in terms of film thickness without deteriorating the flatness of a silicon substrate. Therefore, since it is not necessary to allow certain deviations in mask coverage and the occurrence of crystal defects of a silicon substrate is also prevented, a semiconductor device can be manufactured which does not have breakage or short-circuiting of polycrystalline silicon wiring and aluminum wiring and which does not need to be made unnecessarily large in size.

Des weiteren wird, da ein Trenngraben nach der Ausbildung eines Feldoxidfilms gebildet wird, angenommen, daß das Auftreten von Kristalldefekten um den Trenngraben herum abgehalten werden kann. Das heißt, daß, wenn ein Feldoxidfilm nach der Bildung eines Trenngrabens geformt wird, zu befürchten ist, daß sich das Volumen bei der Formung des Feldoxidfilms ausdehnt und Kristalldefekte durch Spannungskonzentration an der Grenze zwischen einem Siliziumsubstrat und einem Trenngraben erzeugt werden, wohingegen die vorliegende Ausführungsform zu solchen Befürchtungen keinen Anlaß bietet.Furthermore, since a separation trench is formed after the formation of a field oxide film, it is assumed that the occurrence of crystal defects around the separation trench can be prevented. That is, when a field oxide film is formed after the formation of a separation trench, there is a fear that the volume expands when the field oxide film is formed and crystal defects are generated by stress concentration at the boundary between a silicon substrate and a separation trench, whereas the present embodiment has no such fear.

Darüber hinaus unterzieht die vorliegende Ausführungsform eine innere Wand des Trenngrabens 12 einer C. D. E-Behandlung und einem Glühprozeß. Daher ermöglicht es die Ausführungsform mit Hilfe einer C. D. E-Behandlung, eine beschädigte Schicht, welche auf der inneren Wand des Trenngrabens 12 bei der Formung des Trenngrabens erzeugt wurde, zur Gänze oder komplett zu entfernen, mit Hilfe des nachfolgenden Glühprozesses die beschädigte Schicht, welche durch die C. D. E-Behandlung nicht vollständig entfernt wurde, und eine andere beschädigte Schicht, welche durch den C. D. E-Prozeß neuerlich erzeugt wurde, zu entfernen, und eine Beseitigung von Kristalldefekten auf den inneren Wänden und dgl. des Trenngrabens 12 wird möglich.Furthermore, the present embodiment subjects an inner wall of the separation trench 12 to a C.D.E treatment and an annealing process. Therefore, the embodiment enables a damaged layer generated on the inner wall of the separation trench 12 in the formation of the separation trench to be completely or completely removed by means of a C.D.E treatment, the damaged layer not completely removed by the C.D.E treatment and another damaged layer newly generated by the C.D.E process to be removed by means of the subsequent annealing process, and elimination of crystal defects on the inner walls and the like of the separation trench 12 becomes possible.

In der oben erwähnten dritten Ausführungsform wird der erste Rückätzprozeß des polykristallinen Siliziums 14 durch einen Trockenätzprozeß durchgeführt, kann aber auch durch einen Polierprozeß ausgeführt werden.In the above-mentioned third embodiment, the first etching back process of the polycrystalline silicon 14 is carried out by a dry etching process, but may also be carried out by a polishing process.

[VIERTE AUSFÜHRUNGSFORM][FOURTH EMBODIMENT]

Die vierte Ausführungsform, welche anstelle des in der dritten Ausführungsform verwendeten Si&sub3;N&sub4;-Films 9 einen polykristallinen Siliziumfilm 9' verwendet, wird im folgenden beschrieben.The fourth embodiment, which uses a polycrystalline silicon film 9' instead of the Si₃N₄ film 9 used in the third embodiment, will be described below.

Nachdem ein Substrat in den Schritten, welche in Fig. 19 bis 21 dargestellt werden, verarbeitet wurde, legt die vorliegende Ausführungsform in der Reihenfolge einen polykristallinen Siliziumfilm 9' mit Hilfe eines LP-CVD- Verfahrens und einen SiO&sub2;-Film 10 mit Hilfe eines CVD- Verfahrens ab und glüht das Substrat bei 1000ºC in derselben Weise wie bei dem in Fig. 22 dargestellten Prozeß, um den SiO&sub2;-Film 10 dicht zu machen. Danach legt die vorliegende Ausführungsform einen Photoresist ab, formt ein Photoresistmuster mit Hilfe eines Photolithographie-Prozesses, erzeugt eine Öffnung 11 in dem Si&sub3;N&sub4;-Film 10, dem polykristallinen Siliziumfilm 9' und dem Feldoxidfilm 8 mit Hilfe eines R. I. E-Verfahrens unter Verwendung eines Gases auf der Basis von CF4 oder CHF3 als Ätzgas und legt einen Si&sub3;N&sub4;-Film 22 auf der Oberfläche des Substrats ab (siehe Fig. 32). Des weiteren beläßt die Ausführungsform den Si&sub3;N&sub4;-Film 22 nur auf einer seitlichen Wand der Öffnung 11 mit Hilfe eines anisotropen R. I. E-Prozesses (siehe Fig. 33). Der Si&sub3;N&sub4;-Film 22 schützt den polykristallinen Siliziumfilm 9', welcher in der Öffnung 11 freigelegt ist, davor, zur selben Zeit, zu der in dem nachfolgenden Schritt durch thermische Oxidation auf einer inneren Wand des Trenngrabens 12 ein isolierender Film 13 ausgebildet wird, oxidiert zu werden.After a substrate is processed in the steps shown in Figs. 19 to 21, the present embodiment deposits a polycrystalline silicon film 9' by an LP-CVD method and a SiO₂ film 10 by a CVD method in order, and anneals the substrate at 1000°C in the same manner as the process shown in Fig. 22 to make the SiO₂ film 10 dense. Thereafter, the present embodiment deposits a photoresist, forms a photoresist pattern by a photolithography process, creates an opening 11 in the Si3N4 film 10, the polycrystalline silicon film 9' and the field oxide film 8 by an R.I.E process using a CF4 or CHF3 based gas as an etching gas, and deposits a Si3N4 film 22 on the surface of the substrate (see Fig. 32). Furthermore, the embodiment leaves the Si3N4 film 22 only on a side wall of the opening 11 by an anisotropic R.I.E process (see Fig. 33). The Si3N4 film 22 protects the polycrystalline silicon film 9' exposed in the opening 11 from being oxidized at the same time that an insulating film 13 is formed on an inner wall of the separation trench 12 by thermal oxidation in the subsequent step.

Als nächstes ätzt die Ausführungsform das zweite Siliziumsubstrat 3 unter Verwendung des SiO&sub2;-Films 10 als Maske mit Hilfe eines R. I. E-Prozesses unter Verwendung eines Gases der HBr-Reihe als ein Ätzgas zum Ausformen des Trenngrabens 12, welcher zu dem isolierenden Film 2 reicht, unterzieht die innere Wand des Trenngrabens 12, wie oben beschrieben, einer C. D. E-Behandlung und einem Glühprozeß und formt den isolierenden Film 13 mit Hilfe thermischer Oxidation, und entfernt dann den Si&sub3;N&sub4;-Film 22, welcher die Oberfläche der Wand der Öffnung 11 bedeckt, mit Hilfe einer H&sub3;PO&sub4;-Lösung (siehe Fig. 34). Wie oben beschrieben, wird im Fall der Formung des isolierenden Films 13 der polykristalline Siliziumfilm 9' nicht oxidiert, da er von dem Si&sub3;N&sub4;-Film 22 in der Öffnung 11 bedeckt ist. Wenn der polykristalline Siliziumfilm 9' zu dieser Zeit oxidiert wird, unterliegt der oxidierte Teil des polykristallinen Siliziums 9' ebenfalls der Ätzung durch die Ätzflüssigkeit zur selben Zeit, zu welcher der SiO&sub2;-Film 10 in dem nachfolgenden Schritt weggeätzt wird, und dies ruft Niveauunterschiede in dem Gebiet des Trenngrabens hervor.Next, the embodiment etches the second silicon substrate 3 using the SiO₂ film 10 as a mask by an RI E process using an HBr series gas as an etching gas to form the separation trench 12 reaching the insulating film 2, subjects the inner wall of the separation trench 12 to a CD E treatment and an annealing process as described above and forms the insulating film 13 by thermal oxidation, and then removes the Si₃N₄ film 22 covering the surface of the wall of the opening 11 by an H₃PO₄ solution (see Fig. 34). How As described above, in the case of forming the insulating film 13, the polycrystalline silicon film 9' is not oxidized because it is covered by the Si₃N₄ film 22 in the opening 11. If the polycrystalline silicon film 9' is oxidized at this time, the oxidized part of the polycrystalline silicon 9' also undergoes etching by the etching liquid at the same time that the SiO₂ film 10 is etched away in the subsequent step, and this causes level differences in the region of the separation trench.

Als nächstes wird in derselben Weise wie in dem in Fig. 24 dargestellten Schritt nach dem Ablegen des polykristallinen Siliziums 14 (siehe Fig. 35) unter Durchlaufen derselben Schritte, wie in Fig. 25 bis 31 dargestellt, eine Bi-CMOS-Halbleiteranordnung hergestellt, wie sie in Fig. 31 dargestellt ist.Next, in the same manner as the step shown in Fig. 24, after depositing the polycrystalline silicon 14 (see Fig. 35) by going through the same steps as shown in Figs. 25 to 31, a Bi-CMOS semiconductor device as shown in Fig. 31 is manufactured.

In der vorliegenden Ausführungsform wird, nachdem der polykristalline Siliziumfilm 9' und das polykristalline Silizium 14, welches in den Trenngraben 12 gefüllt ist, als Ätzstopper beim Wegätzen des SiO&sub2;-Films auftreten, verhindert, daß der Feldoxidfilm 8 und der isolierende Film 13 unter dem polykristallinen Siliziumfilm 9' zur selben Zeit geätzt werden. Und wie oben beschrieben, setzt sich das Ätzen, nachdem in dem polykristallinen Siliziumfilm 9' nicht auch ein oxidierter Teil vorliegt, nicht von dort zu einer tieferen Schicht fort.In the present embodiment, since the polycrystalline silicon film 9' and the polycrystalline silicon 14 filled in the separation trench 12 act as an etching stopper when etching away the SiO₂ film, the field oxide film 8 and the insulating film 13 under the polycrystalline silicon film 9' are prevented from being etched at the same time. And as described above, since there is no oxidized part in the polycrystalline silicon film 9', the etching does not proceed to a deeper layer from there.

Darüber hinaus kann die vorliegende vierte Ausführungsform den polykristallinen Siliziumfilm 9' zu derselben Zeit entfernen, zu welcher der polykristalline Siliziumfilm 14 dem zweiten Rückätzprozeß unterworfen wird.Moreover, the present fourth embodiment can remove the polycrystalline silicon film 9' at the same time that the polycrystalline silicon film 14 is subjected to the second etch-back process.

In den oben erwähnten verschiedenen Ausführungsformen wird, wie ein Oxidfilm zur Verwendung als Maske beim Formen eines Trenngrabens, ein SiO&sub2;-Film mit Hilfe eines CVD-Verfahrens geformt, aber ein PSG-(phospho silicate glass)-Film kann ebenfalls anstelle des SiO&sub2;-Film geformt werden.In the above-mentioned various embodiments, how an oxide film for use as a mask in molding a separation trench, a SiO₂ film is formed by a CVD method, but a PSG (phospho silicate glass) film can also be formed instead of the SiO₂ film.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEITINDUSTRIAL APPLICABILITY

Gemäß eines Herstellungsverfahrens der oben beschriebenen Erfindung kann ein isolierender Film in einer Vertiefung, ein Feldoxidfilm um die Vertiefung herum oder dgl. davor geschützt werden, zur selben Zeit geätzt zu werden, zu der ein Film, welcher als Maske beim Formen der Vertiefung verwendet wird, weggeätzt wird. Daher werden solche Nachteile wie eine örtliche Verringerung der Durchschlagsfestigkeit in einem Bereich einer Vertiefung, Verschlechterung der Flachheit der Oberfläche eines Substrats in dem Bereich einer Vertiefung und dgl. nicht herbeigeführt, und eine Halbleiteranordnung mit einem Graben von hoher Zuverlässigkeit in einer Verdrahtungsschicht kann bereitgestellt werden, des weiteren ist die Erfindung sehr effektiv beim Herstellen eines SOI- Substrats, welches einen Trenngraben aufweist.According to a manufacturing method of the invention described above, an insulating film in a recess, a field oxide film around the recess, or the like can be prevented from being etched at the same time that a film used as a mask in forming the recess is etched away. Therefore, such disadvantages as a local reduction in dielectric strength in a region of a recess, deterioration in the flatness of the surface of a substrate in the region of a recess, and the like are not caused, and a semiconductor device having a trench of high reliability in a wiring layer can be provided, furthermore, the invention is very effective in manufacturing an SOI substrate having a separation trench.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung, mit den Schritten:1. A method for producing a semiconductor device, comprising the steps: [a] Auftragen einer ersten Schicht (9, 9') und einer zweiten Schicht (10) auf der Hauptoberfläche einer Halbleiterschicht (3, 4) auf einem isolierenden Substrat (2) in der Reihenfolge, wobei die Halbleiterschicht (3, 4) auf der Isolierschicht (2) ein SOI-Substrat bildet;[a] depositing a first layer (9, 9') and a second layer (10) on the main surface of a semiconductor layer (3, 4) on an insulating substrate (2) in order, the semiconductor layer (3, 4) on the insulating layer (2) forming an SOI substrate; [b] Bilden einer Öffnung (11) in der ersten Schicht (9, 9') und der zweiten Schicht (10), welche einen Abschnitt der Hauptoberfläche der Halbleiterschicht (3) freilegt;[b] forming an opening (11) in the first layer (9, 9') and the second layer (10) which exposes a portion of the main surface of the semiconductor layer (3); [c] Bilden einer Vertiefung (12), welche einen Graben (12) bildet, der durch das isolierende Substrat (2) reicht, durch Ätzen der Halbleiterschicht (3, 4) durch die Öffnung (11) unter Verwendung der zweiten Schicht (10) als Maske;[c] forming a recess (12) which forms a trench (12) extending through the insulating substrate (2) by etching the semiconductor layer (3, 4) through the opening (11) using the second layer (10) as a mask; [d] Oxidieren des Abschnitts der Halbleiterschicht (3, 4), welcher als Wände der Vertiefung (12) freigelegt ist, ohne Oxidieren der ersten Schicht (9, 9), wodurch eine Isolierschicht (13) auf den Wänden gebildet wird;[d] oxidizing the portion of the semiconductor layer (3, 4) exposed as walls of the recess (12) without oxidizing the first layer (9, 9), thereby forming an insulating layer (13) on the walls; [e] Füllen der Vertiefung (12), welche die oxidierten Halbleiterwände aufweist, mit einem Füllstoff (14) durch die Öffnung, bis eine obere Oberfläche des Füllstoffs (14) höher wird als die obere Oberfläche der ersten Schicht (9, 9'), wobei der Füllstoff die erste Schicht (9, 9) an der Öffnung kontaktiert; und[e] filling the recess (12) having the oxidized semiconductor walls with a filler (14) through the opening until an upper surface of the filler (14) becomes higher than the upper surface of the first layer (9, 9'), the filler contacting the first layer (9, 9) at the opening; and [f] Entfernen der zweiten Schicht (10) unter Verwendung des Füllstoffs (14), dessen obere Oberfläche höher als die obere Oberfläche der ersten Schicht (9, 9) ist, und der ersten Schicht (9, 9') als Ätzstopper, wodurch verhindert wird, dass die unter dem Kontaktabschnitt zwischen der ersten Schicht (9, 9') und dem Füllstoff (14) lokalisierte Isolierschicht (13) während des Entfernens der zweiten Schicht (10) geätzt wird.[f] removing the second layer (10) using the filler (14) whose upper surface is higher than the upper surface of the first layer (9, 9) and the first layer (9, 9') as an etching stopper, thereby preventing the insulating layer (13) located under the contact portion between the first layer (9, 9') and the filler (14) from being etched during the removal of the second layer (10). 2. Verfahren zur Herstekkung einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt des selektiven Entfernens der ersten Schicht (9; 9') nach dem Schritt des Entfernens der zweiten Schicht.2. Method for producing a semiconductor device according to claim 1, characterized by a further step of selectively removing the first layer (9; 9') after the step of removing the second layer. 3. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte3. Method for producing a semiconductor device according to claim 1 or 2, characterized by the further steps Bearbeiten einer Innenwand der Vertiefung (12) mittels eines chemischen Trockenätzprozesses; undProcessing an inner wall of the recess (12) by means of a chemical dry etching process; and Ausheizen der Innenwand der durch den chemischen Trockenätzprozess bearbeiteten Vertiefung;Baking the inner wall of the recess processed by the chemical dry etching process; nach dem Schritt des Bildens einer Vertiefung (12) durch Ätzen des Halbleitersubstrats.after the step of forming a recess (12) by etching the semiconductor substrate. 4. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess des Ausheizens ein Prozess des Erwärmens des Halbleitersubstrats auf etwa 1000 bis 1100ºC in einer Atmosphäre eines inaktiven Gases ist.4. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, characterized in that the process of annealing is a process of heating the semiconductor substrate to about 1000 to 1100°C in an atmosphere of an inactive gas. 5. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das inaktive Gas Stickstoff ist.5. A method for producing a semiconductor device according to claim 4, characterized in that the inactive gas is nitrogen. 6. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Füllens der Vertiefung die Schritte enthält:6. A method for producing a semiconductor device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the step of filling the recess includes the steps : Füllen der Vertiefung (12) mit dem Füllstoff (14) durch die Öffnung; undFilling the recess (12) with the filler (14) through the opening; and Freilegen der zweiten Schicht (10) durch Zurückätzen eines Abschnitts des Füllstoffs, welcher auf der Oberfläche der zweiten Schicht aufgetragen ist, bis eine obere Oberfläche des Füllstoffs niedriger als die Höhe der zweiten Schicht, jedoch höher als die Höhe der ersten Schicht gelegen ist, wodurch der Fullstoff die erste Schicht (9, 9') an der Öffnung kontaktiert.Exposing the second layer (10) by etching back a portion of the filler applied to the surface of the second layer until an upper surface of the filler is lower than the height of the second layer but higher than the height of the first layer whereby the filler contacts the first layer (9, 9') at the opening. 7. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt des Oxidierens einer Oberfläche (15) des Füllstoffs (14) unter Verwendung der ersten Schicht (9) als Maske nach dem Entfernen der zweiten Schicht (10).7. A method for producing a semiconductor device according to one of claims 1 to 6, characterized by a further step of oxidizing a surface (15) of the filler (14) using the first layer (9) as a mask after removing the second layer (10). 8. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (9) eine Siliziumnitridschicht ist, die zweite Schicht (10) eine Siliziumoxidschicht ist und die Isolierschicht (13) eine Siliziumoxidschicht ist.8. Method for producing a semiconductor device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the first layer (9) is a silicon nitride layer, the second layer (10) is a silicon oxide layer and the insulating layer (13) is a silicon oxide layer. 9. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Schritt des Bedeckens einer Endseite der ersten Schicht (9), welche innerhalb der Öffnung (11) freigelegt ist, mit einer oxidationsbeständigen Schicht (22) nach dem Schritt des Bildens der Öffnung (11) in den ersten und zweiten Schichten, jedoch vor dem Schritt des Bildens der Vertiefung (12).9. A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 6, characterized by a step of covering an end side of the first layer (9) exposed within the opening (11) with an oxidation-resistant layer (22) after the step of forming the opening (11) in the first and second layers, but before the step of forming the recess (12). 10. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt des Entfernens der oxidationsbeständigen Schicht (22) nach dem Schritt des Bildens der Isolierschicht (13) auf der Innenwand der Vertiefung.10. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9, characterized by a further step of removing the oxidation-resistant layer (22) after the step of forming the insulating layer (13) on the inner wall of the recess. 11. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht (9) eine polykristalline Siliziumschicht ist, die zweite Schicht (10) eine Siliziumoxidschicht ist, die Isolierschicht (13) eine Siliziumoxidschicht ist und die oxidationsbeständige Schicht (22) eine Siliziumnitrid- schicht ist.11. Method for producing a semiconductor device according to claim 9 or 10, characterized in that the first layer (9) is a polycrystalline silicon layer, the second layer (10) is a silicon oxide layer, the insulating layer (13) is a silicon oxide layer and the oxidation-resistant layer (22) is a silicon nitride layer. 12. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt - vor dem Schritt des Auftragens der ersten und zweiten Schichten auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats - des Bildens einer Siliziumoxidschicht (8, 8a) auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (3), um einen dicken Abschnitt (8) an einem Gebiet entsprechend einem Feldgebiet der Halbleiteranordnung vorzusehen, und dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bildens der Öffnung in den ersten und zweiten Schichten einen Schritt des Bildens der Öffnung (11) in dem dicken Abschnitt (8) der Siliziumoxidschicht (8, 8a) durch eine Oberfläche des Halbleitersubstrats (3) enthält.12. A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 11, characterized by a further step - before the step of depositing the first and second layers on the main surface of the semiconductor substrate - of forming a silicon oxide layer (8, 8a) on the main surface of the semiconductor substrate (3) to provide a thick portion (8) at a region corresponding to a field region of the semiconductor device, and characterized in that the step of forming the opening in the first and second layers includes a step of forming the opening (11) in the thick portion (8) of the silicon oxide layer (8, 8a) through a surface of the semiconductor substrate (3). 13. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff (14) polykristallines Silizium ist.13. Method for producing a semiconductor device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the filler (14) is polycrystalline silicon.
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